基于次同步模态能量的双馈风机并网系统次同步振荡能量分析与溯源方法研究

该文提出一种次同步模态能量(sub-synchronous modal energy,SSME)方法,用于双馈感应发电机(doubly-fed induction generators,DFIG)并网电力系统的次同步振荡(sub-synchronous oscillation,SSO)分析和溯源。首先,通过广义哈密顿理论构建并分析了DFIG并网电力系统的SSME结构,证明了DFIG子系统或外送线路子系统的SSME方向是判断SSO源是否在该子系统内的充分必要条件。在此基础上,提出一种基于子系统SSME的SSO溯源方法,通过监测子系统SSME的方向,可以判断SSO源是否在子系统内。最后,构造了负阻尼与强迫类型的SSO场景以证明所提出的基于SSME的溯源方法的性能,并与现有暂态能量流(transient energy flow,TEF)方法进行了比较。时域仿真结果验证提出的SSO溯源方法的有效性,并表明其比传统的TEF方法具有更好的可靠性。此外,基于该文的SSME方法有望实现风机振荡参与度评估。

基于固有模态能量熵的多端混合直流线路方向暂态保护研究

特高压多端混合直流输电线路首端整流侧边界、线路末端逆变侧边界不对称,T区边界不明显,线路保护故障区间的准确判别是目前亟需解决的重要问题。该文以昆柳龙特高压三端混合直流输电系统为研究对象,将保护元件安装于T区左右两侧,提出一种基于固有模态能量熵的多端混合直流线路方向暂态保护方法。论文分析特高压多端混合直流输电线路首端整流侧边界、线路末端逆变侧边界频率特性。根据T区两侧保护元件检测到的故障电流暂态能量的正负特性,提出T区左右两侧故障方向判据。利用互补集合经验模态分解(complementaryensembleempiricalmode decomposition,CEEMD)对故障暂态电流进行不同尺度分解,根据固有模态能量熵提出线路首端整流侧及线路末端逆变侧区内、外故障判据,解决了提取单一信号频带检测故障的局限性。分析和仿真结果表明,该保护方案仅利用T区左右两侧的保护元件就能实现特高压多端混合直流输电线路全线速动保护,且具有较好的耐受过渡电阻能力。

基于最小化模态能量的改进结构振动响应主动配置方法

本文提出一种利用多输入反馈控制同时配置结构系统特征值和特征向量的振动主动配置新算法,可针对指定的特征值与特征向量进行主动配置以减少结构振动响应。首先,通过奇异值分解找到可实现特征向量的子空间;其次,通过最小化模态能量来选择最优特征向量;然后基于提出的算法来实现振动控制的最优特征向量和期望特征值配置;最后,通过几个数值算例验证该算法的有效性和准确性。

基于固有模态能量熵的配电网单相接地故障选线新方法

分析了故障选线的现状和目前已提出的多种选线方法的优势和不足。提出利用固有模态能量熵对线路的零序电流进行分析,求出各线路的能量熵,通过比较熵值的大小来判断故障线路的新方法。MATLAB仿真结果表明,该方法不受过渡电阻和短路时间的影响,能准确地选出故障线路,该方法对配电网单相接地选线问题提供了一种全新的思路。且计算简单,可靠性高。

基于固有模态能量的暂态量选线方法

针对基于小波分析的煤矿电网故障选线方法由于分解效果取决于基函数的选择,不能保证最优分解效果的问题,提出了一种基于固有模态能量的暂态量选线方法。该方法利用经验模态分解对信号局部特征的自适应性,对单相接地故障零序电流的暂态特征进行分析,定义固有模态能量和能量权重因子作为故障特征参数,实现对故障暂态量信息的数据挖掘;求取故障后各馈线的零序暂态电流的固有模态能量,计算各馈线的能量权重因子,通过比较各馈线能量权重因子辨识出故障线路,即能量权重因子最大的线路就是故障线路。理论分析和仿真结果表明,该方法不受接地电阻、故障时间等故障条件的影响,能够准确可靠地实现煤矿高压电网故障选线。

基于固有模态能量熵和支持向量机的输电线路故障选相新方法

提出一种输电线路故障选相新方法,先对线路的三相电压信号进行经验模态分解,得到若干个包含主要故障电压信息的固有模态函数分量,其次选取三相电压的前2个固有模态能量熵作为故障特征向量,将构造的特征向量输入到LS-SVM分类器对输电线路的故障类型进行分类及故障选相。结果表明该方法不受过渡电阻、故障位置和故障初始角等因素的影响,能对高阻接地故障模式进行准确识别,且对噪声具有很好的抑制效果,能准确实现故障分类。仿真分析验证了其有效性。

基于内禀模态能量比呼吸信号特征参数提取方法

呼吸信号组成成分复杂,且是非平稳信号。对呼吸信号进行时域特征分析时,由于呼吸间隔提取存在误差,有时得到的特征值不能精确判断哮喘。为了提高诊断哮喘的精度,提出了检测哮喘的2个新的参数。首先对呼吸信号进行EMD(经验模态分解)分解,提出了一个参数——内禀模态能量比。然后对呼吸信号进行时域分析,利用HHT(Hilbert-Huang)变换和阈值法相结合的方法检测呼吸间隔,根据呼吸间隔符合指数定律,得到另一个参数。最后通过2个参数进行对比判别。通过典型数据分析结果表明,基于EMD分解的内禀模态能量比检测不受波形和基线漂移的影响,能够正确地反映呼吸信息,准确率高,可作哮喘病情评估随访的重要手段。

梁裂纹位置识别的模态能量法

阐述了梁结构裂纹位置识别的模态能量法 ,利用结构固有频率的改变对悬臂梁裂纹位置进行了识别 ,将有限元分析获得的模态应变能分布曲线与不同裂纹位置引起的固有频率改变曲线及应变模态振型进行了对比分析 。

基于固有模态能量熵的微弱目标检测算法

该文分析了海杂波能量在各固有模态函数(IMF)间的分布特点,研究了目标对海杂波能量在各IMF间分布的影响。研究发现,无目标时,海杂波的能量主要集中于先分解出的3个IMF中,而当目标出现时,海杂波的能量将向后分解出的6个IMF扩散,且固有模态能量熵恰能描述目标出现引起的海杂波能量分布的这种变化,因此该文提出了采用固有模态能量熵检测微弱目标的算法。仿真结果表明,与基于盒维数的微弱目标检测算法、频域CFAR检测方法和多脉冲CA-CFAR(100个脉冲)检测算法相比,该算法的检测性能较好,有效增强了雷达对海杂波中微弱目标的检测能力。

基于内禀模态能量熵与支持向量机的转子故障智能诊断方法的研究

大型旋转机械转子的运转情况是生产过程中最重要的问题之一,在故障初期对故障识别并实现智能诊断具有重要的意义。然而大型旋转机械存在较大的非线性,并且故障样本较少,给特征提取和状态识别带来了很大困难。基于经验模态分解(EMD)后内禀模态函数的能量熵,提取各个内禀模态函数的能量作为特征向量,并以此作为支持向量机(SVM)的输入参数来输入支持向量机进行故障诊断。实验表明这种方法能够对故障状态与正常状态正确分类,实现故障的智能诊断。

汽轮机叶片振动敏感性和模态能理论的研究

对汽轮机叶片振动敏感性进行了研究．根据能量原理，提出并建立了用“叶片模态能系数”等新概念对叶片各振动模态进行振动敏感性评价的理论和方法，给出了确定叶片组“模态能系数”以及判断叶片组内最危险叶片的原则．数值计算结果表明，上述理论和方法是符合实际的。

设计参数对行星齿轮传动系统模态能量灵敏度的影响(英文)

基于矩阵摄动方法研究了设计参数对行星齿轮传动系统模态能量的灵敏度。此处所计及的设计参数包括太阳轮与行星轮、内齿圈与行星轮的啮合刚度、行星轮的支承刚度以及各构件的转动惯量。系统模态能量与系统的振动强度密切相关,高的模态能量预示着当系统受到来自齿轮啮合动载荷激励时将发生较大的振动。采用集中参数法建立了行星齿轮传动系统的动力学模型,并采用矩阵摄动方法对模态能量特征灵敏度问题进行了推导和求解。结合具体实例,分析了各设计参数对系统模态能量的灵敏度,并通过实验验证了一些设计参数选择对系统振动强度的影响。实验结论与理论分析相吻合,在一定程度上验证了设计过程中采用模态能量灵敏度分析法预估参数选择对系统振动强度的影响是可行了。

结构控制系统的模态能控度及其计算方法

根据结构控制系统的特点,提出了结构控制系统模态能控度的概念,进而提出了对各解耦子空间状态向量的规范化处理,并给出了规范化因子的计算公式。在此基础上,得到模态恢复区域任一方向上边界点向量的解析表达式。由此求出的模态恢复区域、模态能控度,是其真值的最佳逼近值。因此,本文发展和改进了Viswanathan C N 等提出的能控度概念及其计算方法,为应用能控度准则判断结构控制系统作动器配置方案的优劣,提供了一个可靠的工具。本文给出一个颤振主动抑制系统不同控制面配置方案模态能控度计算、比较的算例。

基于相电流突变量固有模态能量的选线新方法

针对传统零序电流能量选线方法在小电流接地系统的混合线路应用中选线效果不佳的问题,提出一种基于相电流突变量固有模态能量的选线方法。该方法以每条线路各相电流突变量为特征向量,计算其固有模态能量及每条线路模态能量极大值,最大模态能量极大值所对应的线路即是故障线路。仿真结果表明,与利用零序电流能量选线法相比,此方法选线准确度较高,受接地电阻、故障合闸角、接地位置、系统结构影响较小,更适应结构比较复杂的配电网系统选线。

不同路面工况下的整车振动模态能量分析

对七自由度整车振动模型进行研究,并搭建了包含随机平直路、斜坡路、连续减速带三种路面特征的多工况路面模型。利用车辆振动模态分析理论,对不同工况下的整车振动模态能量进行分析,得到三种工况下的模态能量比及模态能量比变化率。通过MATLAB/simulink仿真分析可知,各阶模态能量比及其变化率的数值在三种路面下分布在不同的数值段,若将模态能量比与模态能量比变化率相结合能够实现对不同路面工况的区分。仿真分析结果可以为汽车行驶路面特征识别研究奠定基础。

基于模态能量比的多工况路面特征识别研究

考虑汽车主动悬架控制与路面工况的关系,提出基于模态能量比的多工况路面特征识别方法。首先基于七自由度整车模型对车辆系统进行模态分析,得到7个运动模态及模态参数。然后构建包含随机平直路、斜坡路、连续减速带三种路面特征的多工况路面模型,利用模态能量法对车辆运动状态进行分析,得到7个运动模态的模态能量比及其变化率。最后在得到的各模态能量比变化率基础上,对多工况路面特征进行识别。通过MATLAB/simulink建模仿真验证了识别方法的有效性,验证结果表明,基于模态能量比的路面特征识别方法可以准确地识别路面特征,为不同路面工况下的汽车主动悬架自适应切换控制研究奠定基础。

多自由度系统在脉冲激励下的模态与模态能量

本文研究了多自由度系统在脉冲激励下的响应、位移模态及模态能量的分布，从理论上分析了高阶模态对结构振动影响的问题，从而说明了高阶模态对结构振动位移的贡献随着模态阶数的上升而逐步减小这一事实。并提出在以位移模态为基础和以应变模态为基础的研究问题中应分别予以考虑。

脉冲激励下的结构模态与模态能量

研究了脉冲激励下结构的响应、结构位移模态及结构模态能量的分布．分析了高阶模态对结构振动影响的问题，从而说明了高阶模态对结构振动位移的贡献随着模态阶数的上升而逐步减小这一事实．

离网型风光互补发电系统多模态能量控制与管理

离网型风光互补发电系统是一种合理配置新能源的独立电源系统,由于自然界中风能、太阳能出现的不可预测性,以及负载、储能状态的随机性,提出一种基于风光互补发电系统多模态能量流的分析法,研究了各模态及模态间转化特性,给出了四种典型状态下风光互补发电系统的能量控制及管理。采用闭环电压控制使风力发电通道和光伏发电通道输出电压恒定,为用电设备和储能元件提供安全可靠的电能。通过MATLAB/Simulink软件对离网型风光互补发电系统多模态能量控制进行了仿真,结果表明离网型风光互补发电系统工作可靠,验证了多模态分析法的有效性。

基于剩余电流固有模态能量特征的生物触电故障诊断模型

针对未来低压电网剩余电流保护技术中,生物触电故障诊断与剩余电流之间具有不确定的潜在规律及关系映射,提出了一种基于剩余电流固有模态能量特征的生物触电故障诊断模型。首先应用Hilbert-Huang变换明确了生物触电故障时,剩余电流各固有模态能量在时间和各种频率尺度上的分布,其中低频IMF分量的能量占有率高达86.35%,建立了剩余电流固有模态能量特征的提取方法;然后以选取剩余电流各IMF分量5维度能量特征向量,为生物触电故障诊断模型提供有效特征的信息源,利用量子遗传计算的快速寻优性和神经计算的自适应性有机结合,建立了一种量子遗传模糊神经网络作为触电故障模式分类归属的决策系统,仿真试验准确率达到100%。为研发基于人体触电电流而动作的新型剩余电流保护装置,提供可靠的理论依据和方法支撑。