基于极点对称模态分解的中长期径流预报组合模型

为提高径流预报精度,解决径流序列分解后高频分量波动范围大、预报精度差的问题,基于极点对称模态分解法(ESMD)平稳化处理技术将径流序列分解,通过分析不同频率分量特征,择优选取预报方法,结合粒子群优化最小二乘支持向量机(PSO-LSSVM)全局优化和非线性建模能力及适应性强的特点,对高频分量进行预测,利用BP神经网络非线性映射能力和逼近任意非线性函数的优势对中低频分量和趋势分量进行预报,构建了ESMD-PSO-LSSVM-BP组合预报模型,对西江干流上中下游三座水文站的年、月尺度径流开展中长期径流预报。结果表明,对不同频率分量采用不同预报方法的组合模型可以有效提高径流预报精度。

基于Debye模型的时间域航空电磁激电效应正演模拟

时间域航空电磁法是一种高效的地球物理勘查方法。由于激电效应的存在,晚期道电磁数据经常会出现符号反转现象。此时,传统的不考虑激电效应的成像和反演方法无法恢复地下真实电性结构,因此需要开发含激电效应的电磁正反演模拟技术。本文提出了一种基于非结构有限元的时间域航空电磁激电效应三维正演算法。为描述介质的激电效应,引入Debye模型,利用频时转换将其变成时间域导数形式,进而采用无条件稳定的二阶后推欧拉方法进行时间离散。之后,采用基于非结构四面体网格的矢量有限元法,对麦克斯韦方程进行空间离散,实现含激电效应的时间域航空电磁正演问题求解。通过与均匀半空间模型的一维半解析解进行对比,验证了该算法的准确性。最后,计算了半空间和三维地质体具有不同极化条件时的电磁响应,发现可以根据航空电磁响应曲线的衰减特征,有效识别围岩及异常体的极化特征。此外,激电参数对时间域航空电磁系统的影响特征研究表明,地质体电阻率越高或者充电率越强,极化效应影响越严重。

基于扩展Debye模型的变压器油纸绝缘时域介质响应法分析

时域介质响应法是近年来备受关注的一种诊断变压器油纸绝缘的新方法,现已由实验室研究发展到对变压器的现场测量。变压器油纸绝缘系统的等效电路可用扩展Debye模型表示,笔者对1台50 kV.A变压器进行时域介质响应法测量,并运用最小二乘法对实验数据进行拟合,通过测量值与拟合值的相对平均误差来确定扩展Debye模型的n值,根据扩展Debye模型计算出了电气绝缘参数并与测量值进行了比较。研究结果表明,时域介质响应法能有效地评估变压器油纸绝缘的水份含量情况和绝缘状况。

扩展Debye模型大时间常数与变压器油纸绝缘老化的定量关系研究

目前,应用极化/去极化电流(PDC)法量化变压器油纸绝缘系统老化状态需深入研究,为了推动该研究工作,通过一系列加速热老化试验以及吸潮试验制备了不同老化状态和水分含量的油纸绝缘样品,测量了样品的PDC图谱;借助扩展Debye电路模型拟合了PDC图谱并获取了模型参数,在深入研究老化对Debye模型参数的影响规律后提出了时域介电特征量扩展Debye模型大时间常数来量化绝缘纸板老化状态。研究结果表明,扩展Debye模型大时间常数与绝缘纸板的聚合度存在较好的指数关系,但与样品的绝缘尺寸无关。

基于修正Debye模型的油浸绝缘纸不均匀老化时域介电特性

变压器内部存在的温度梯度导致油浸绝缘纸不均匀老化,为研究油浸绝缘纸在温度梯度下的时域介电特性,在实验室搭建油浸绝缘纸不均匀老化试验平台,测定试样老化过程中聚合度变化规律和极化/去极化电流曲线,并对其进行等效模型参数辨识,得到如下结论：发热端附近油浸绝缘纸极化/去极化电流均向左上方平移,纸内电导率提高,极化的响应速率加快;发热端附近等温区极化电阻和时间常数最小,修正Debye模型和扩展Debye模型参数存在关联关系;扩展Debye模型只能评估油纸绝缘平均老化程度,用其进行绝缘状态评估时会出现＂老化被高估区＂和＂老化被低估区＂,发热端附近绝缘实际状况比评估结果恶劣将近50%。研究结果为将极化/去极化电流法更精确地应用于实际变压器油纸绝缘状态评估提供了参考。

基于Debye介电模型参数辨识的油纸绝缘状态评估

油纸绝缘受潮会加速变压器绝缘老化,有效评估其受潮状态是保障变压器安全稳定运行的重要手段,利用频域介电谱法可有效分析复介电常数实部ε′的变化率与水分含量M的映射关系。选用ε′-f曲线在f=10-4 Hz频率点处的斜率L作为受潮评估特征参量,利用频域介电谱测试数据建立Debye介电模型参数辨识的数学模型,并采用细菌觅食算法进行参数辨识。基于辨识数据计算出L值,并给出了L与水分含量M的拟合关系式。结果表明,L与水分含量M间存在着较优的对数关系,可作为评估油纸绝缘受潮程度的有效特征参量。研究成果可为油纸绝缘受潮的现场诊断与状态评估提供参考。

基于扩展Debye模型仿真的回复电压特征量分析

回复电压测量方法(return voltage measurement,RVM)能有效检测变压器固体绝缘的含水量,然而对于含有局部峰值点的回复电压极化谱难以给出明确的诊断结论。文中在扩展Debye模型基础上,仿真分析了模型参数变化对极化谱和主时间常数CTC、回复电压峰值最大值Urmax的影响规律,并提出将扩展Debye模型不同时间常数支路数作为新的特征量,最后验证了该特征量的可行性。仿真和试验结果表明:RVM极化谱前、中、尾3部分分别对应着油纸绝缘变压器油中偶极子转向极化、油纸界面极化和绝缘纸内偶极子转向极化、纸内界面极化;油纸绝缘老化会使扩展Debye模型各支路极化电阻减小,极化电容增大,时间常数减小;当变压器油老化严重时,极化谱有可能出现局部峰值;扩展Debye模型各时间常数支路数可作为新的RVM特征量,各时间常数支路数的变化也可使极化谱产生局部峰值,现场试验也验证了新特征量的有效性。

基于扩展Debye模型的变压器油纸绝缘老化特征量研究

为了提取表征油纸绝缘老化状态的新特征量,将时域介电响应技术应用于变压器油纸绝缘老化状态的无损评估,并在深入研究了不同老化状态对油纸绝缘时域介电特性影响的基础上,首先分析了油纸绝缘样品等效扩展Debye模型参数随热老化状态变化的规律,然后提取了四组可用于表征油纸绝缘老化状态的特征参量,并建立了特征参量与绝缘老化状态之间的量化关系。研究表明:扩展Debye模型等效电路参数对油纸绝缘老化状态的反映比较敏感,最小和最大时间常数分支的R、C参数均可以反映绝缘纸的老化状态;最大时间常数分支的参数Rmax和最小时间常数分支的参数Cmin与绝缘纸聚合度存在线性拟合关系,而最小时间常数分支的参数Rmin和最大时间常数分支的参数Cmax与绝缘纸聚合度具有指数函数关系;文中提取的特征量可应用于油纸绝缘的老化状态评估。

采用向量匹配法的油纸绝缘系统扩展Debye模型参数识别

为了从时域数据中获取更丰富的表征油纸绝缘系统绝缘状态的信息,提出了一种获取油纸绝缘系统扩展Debye模型参数的方法。首先通过快速Fourier变换(FFT)获得极化去极化电流(PDC)实验的去极化电流频谱,然后使用向量匹配法(VFM)和时域非线性拟合算法(FNA),确定其频谱的极点和留数分布,最后根据极点和留数计算得到各支路参数。针对实验室不同老化程度和不同温度下的油纸绝缘模型,开展了验证性的PDC和频谱(FDS)实验,利用PDC实验数据求取了相应的扩展Debye模型,据此获得了介损(tanδ)随频率的变化曲线,并与FDS所得结果进行了比较。结果表明,PDC所得结果与FDS曲线在低频段一致,验证了所提方法的正确性。进而提出在对油纸绝缘设备绝缘状况进行测试时,采用FDS做高频测试,而采用PDC代替FDS做低频测试,从而减少测试时间,即将PDC与FDS这2种方法相结合,可以提高现场油纸绝缘设备的检测效率。

变压器油和绝缘纸老化对扩展Debye模型参数的影响研究

为研究变压器油和绝缘纸老化对扩展Debye模型参数的影响,以及确定变压器油换油时间,首先在实验室条件下对油纸绝缘试样进行130℃加速老化试验和PDC试验,然后建立不同试样相对应的扩展Debye模型,深入研究变压器油和绝缘纸老化时扩展Debye模型支路参数的变化规律,最后提出用中间时间常数分支电容变化率作为变压器的换油阈值。结果表明:变压器油主要影响扩展Debye模型时间常数小于500 s的支路参数,随着变压器油老化天数增加,油老化产物会增加油中偶极子组的转向极化及油纸界面极化,去极化电流起始部分幅值增大,较小时间常数支路电阻变小,电容变大;绝缘纸主要影响扩展Debye模型时间常数大于500 s的支路参数,随着绝缘纸老化天数增加,纸老化产物仅会增加纸内总体极化强度,去极化电流曲线末端升高,较大时间常数支路电阻变小,电容变大;扩展Debye模型中间时间常数支路电容变化率可作为换油阈值,当电容变化率大于0.36%时变压器油介损值达到4.0%,此时应进行换油处理。

层状材料迭代Debye无色散模型研究

色散性质是电介质材料的重要电学性质,其对光子晶体薄板、新型集成导光板等无色散元器件的设计带来严重困扰。基于描述均匀损耗介质电色散特性的经典Debye模型,提出了层状结构材料无色散条件的理论公式,该方法将对层状无色散元器件的设计及横向均匀各向异性测量样本的设计提供理论意义。以层状结构材料在垂直方向的等效电路参数为基础,建立其垂直方向等效电参数计算的迭代Debye模型。另一方面,水平方向等效电路参数理论结果表明层状模型在水平方向的等效电参数与频率无关。由此可见,层状模型可以等效为横向均匀各向异性材料,而其呈现等效电参数无色散的关键在于需要满足垂直方向等效电参数的无色散条件。根据迭代Debye模型理论推导得出无色散条件下各层材料的几何参数和电参数之间的关系,设计满足该关系的层状结构材料并采用有限元方法仿真提取模型的等效电参数。仿真结果与理论结果高度吻合,表明了层状结构无色散理论的有效性。相比于数值仿真,本文方法基于理论推导,具有物理概念清晰,计算结果准确,计算效率高的优势。

基于极点对称模态分解的配电网故障区域定位模型

针对目前的配电网故障区域定位方法均受噪声影响,导致定位误差较大的问题,提出基于极点对称模态分解的配电网故障区域定位模型构建方法。利用极点对称模态分解方法分解配电网各区域采样数据,并搜索所有极点。构建故障区域定位判断函数,计算对称模态分解方差。引入故障区域上下游判断函数,确定最初的搜索间隔。创建网络拓扑描述矩阵,按故障判据进行故障定位,并判定故障最小区域,构建有向分层模型,完成配电网故障区域定位。仿真结果表明,该模型故障区域辨识结果与实际区域一致,且与实际故障电流正序分量相角检测的数值误差最大为0.09°,具有精准定位结果。

基于Debye模型分析变压器油纸绝缘频域介电谱特性研究

变压器的油纸绝缘系统可等效为Debye电路模型来模拟其复杂极化过程。基于Debye模型等值电路参数与油纸绝缘的频域介电特征量的关系式,利用测量的频域介电特征量建立辨识Debye等值电路参数的优化模型,通过粒子群优化算法辨识出Debye电路模型中的参数值。利用辨识出的电路参数值计算油纸绝缘系统的介质损耗值,并与测量值比较,其绝对误差在8%以内。研究结果表明,提出的辨识电路参数的方法能有效用于分析油纸绝缘的极化特性,为利用频域介电谱诊断变压器油纸绝缘状态提供新的研究思路。

计及界面电荷和极性效应的油纸复合绝缘非线性电路等效模型

换流变压器是特高压直流输电工程中的关键设备,换流变压器油纸复合绝缘的界面处在直流电压下易积聚电荷,诱发局部放电甚至击穿。当前对于界面电荷的积聚分布,多采用传统的阻容模型进行计算,存在较大的误差。该文提出一种简易的非线性电路等效模型,首先,分别测量变压器油和油浸纸板的电容、电阻参数与极化电流,获得油纸的拓展Debye模型;其次,在拓展Debye模型的基础上,将变压器油和油浸纸板的恒定电阻模型改为随电场变化的非线性模型,并加入反映极性效应的界面势垒限制电流源,以此建立等效模型;最后,将电路等效模型仿真结果与实际测量结果进行对比。结果表明,与实际测量结果相比,该等效模型具有良好的适用性。该文模型为油纸绝缘的电场分布、界面电荷积聚量的计算提供了一种准确度较高的简便方法。

基于多模型切换的多变量直接自适应极点配置控制器

提出一种基于多模型切换的多变量直接自适应控制器 ,控制器参数模型集可由系统参数模型集直接得到 ,不但仍为一紧集并且被其模型子集完全覆盖 .该多模型控制器不仅改善了控制系统的暂态响应 ,而且可以实现极点配置 。

一种基于ARMA模型的目标极点提取新方法

针对传统极点提取算法需要确定目标后时响应起点的不足,本文提出了一种提取目标极点的新方法,该方法使用ARMA模型逼近整个目标响应,并利用全局最小二乘技术求解模型参数获取目标极点。基于实测细导线和有限长柱体散射场数据的处理结果表明,本文新方法较之KT法和矩阵束法具有更高的极点提取精度。

基于极点配置的多模型自适应控制

基于极点配置技术对单输入单输出离散时间被控对象提出多模型自适应控制算法，在保证稳定性的前提下，算法对被控对象参数跳变时能进行有效的控制。

一种消除LCD运动图像去模糊模型极点的方法

sinc-1模型作为逆系统能较好地改善LCD运动图像模糊现象,但其在极点处无法正确还原运动模糊的图像,且难以硬件实现.因此,本文从系统辨识的角度出发,提出了一种采用基于变步长最小均方误差(Least mean square,LMS)的低阶Volterra非线性系统拟合sinc-1模型的LCD运动图像去模糊的方法.仿真结果表明,该方法能消除sinc-1模型的极点问题,较好地改善了LCD运动图像模糊现象,简单且易于硬件实现.

基于LPC全极点模型增强算法在高噪声背景下命令语音识别的应用

针对语音和噪音的特点，提出在高噪声条件下，用ＬＰＣ全极点模型的增强算法，进行系统实现及比较和测试。系统在较高噪声背景下，该方法具有很好的去噪效果。

全极点IIR滤波器的模型法设计及实现

介绍了用模型法设计全极点ＩＲ滤波器的方法，并给出了用高速器件ＩＭＳＡ１００实现的例子。由于全极点ＩＲ滤波器只有极点，没有零点，因而用硬件实现时可以节省器件。