系统微分响应参数率定方法在建阳流域SWAT模型中的应用

利用基于系统微分响应理论的参数率定方法率定闽江建阳流域SWAT模型,通过流域1992—2000年日资料验证了该方法的实际应用效果,采用纳什效率系数(NSE)、偏差百分比(PBIAS)和相关系数r作为评价指标对率定后的SWAT模型模拟精度进行评价,并与传统利用SUFI-2方法率定得到的SWAT模型模拟结果进行对比分析。结果表明:系统微分响应方法率定的参数在建阳流域的日径流模拟中表现较好,率定期和检验期NSE均为0.65以上,径流量PBIAS在5%以内,r在0.65以上;利用系统微分响应率定参数方法率定SWAT模型参数在实际应用中可行,且效率与精度均高于传统的SUFI-2方法。

VIC模型系统微分响应参数率定方法在大坡岭流域的应用

参数率定是水文模型的重要研究内容,简单高效的参数率定方法能提高模型应用效率,促进模型推广。以淮河大坡岭流域为研究对象,基于VIC模型参数敏感性分析结果,将系统微分响应参数率定方法(System Response Parameter Calibration Method,SRPCM)应用于VIC理想模型和实际模型的参数率定,探究该方法在大尺度分布式水文模型中的应用效果。结果表明:将SRPCM应用于VIC模型具有一定的可行性和高效性;建立的VIC模型能较好地模拟大坡岭流域的日径流过程,率定期和验证期的平均纳什系数均达到0.6,径流总量相对误差均在8%以内。所以,SRPCM是一种有效的VIC模型参数率定方法。

Levant微分器参数整定算法及在高空台系统的应用

Levant基于超螺旋算法提出的滑模微分器具有滤波效果好且对特定噪声干扰不敏感等特点.针对该微分器参数调整问题,文章利用时间线性变换和坐标变换得到了一种有效的参数整定算法,该算法可依据给定信号的频率和幅值确定微分器参数.通过频域和时域对比分析表明,本文所设计的参数整定算法可在保证跟踪滤波与微分信号提取精度的同时,便捷地给出Levant微分器的有效参数.最后,本文将基于参数整定算法的Levant微分器应用到某航空发动机高空模拟试车台飞行环境模拟控制系统的环境信号处理中,验证了所提算法的有效性及工程应用价值.

基于系统微分响应的暴雨强度公式参数优化

暴雨强度公式参数的优化求解本质是一个高维非线性优化问题,目前常采用的优化求解方法是在以误差平方和为目标函数的基础上通过智能算法优化求解参数。为研究这类方法的合理性,通过随机抽样、参数空间网格化方法分析了常用暴雨强度公式参数求解方法的局限性,评价了常用智能算法的参数优化能力,进而提出了基于系统微分响应的暴雨强度公式参数优化方法。结果表明:以均方误差作为目标函数对非线性函数求解参数会增加额外参数解;在没有有效确定参数范围的情况下,随机抽样很难获得满足精度要求的参数样本,在有效确定参数范围后,目标函数的响应面上仍会存在无穷多个局部最优值,且很多局部最优的目标函数与全局最优近乎相同;以粒子群算法、SCE-UA算法为代表的随机搜索优化算法会因为参数初始取值范围过大、目标函数响应面局部最优参数解数量过多等问题而难以获得参数真值;提出的基于系统微分响应的暴雨强度公式参数优化方法能够快速寻找到参数真值,不仅效率高且能够避免陷入局部最优。

明渠输水系统水力响应特性分析及PI控制器参数整定

为了提高明渠输水系统控制器的控制效果,在输水系统的运行过程中需要对控制器的控制参数进行整定.以渠池为研究对象,分析了闸前常水位运行模式下渠道的水力响应特性,得到了与扰动量大小无关的敏感性指标.分析了敏感性指标随输水流量的变化规律,给出了控制器参数与敏感性指标之间的计算公式,数值模拟表明,采用提出的计算公式可以提高渠池的控制效果.研究成果对明渠输水系统的控制运行具有一定的指导意义.

基于响应面模型的机床伺服系统PID参数整定

数控机床伺服系统的性能是数控机床可以达到的加工效率和加工精度的决定因素。因此在静态设计之后必须进行动态仿真和校正设计。由于PID(proportion-integral-differential)控制器具有原理简单、使用方便、适应性强和鲁棒性强等特点,采用PID控制器作为校正装置。在均匀设计的基础上,采用二阶响应面模型拟合性能指标超调量和上升时间与控制器参数之间的关系,经假设检验说明该模型显著性非常明显。利用遗传算法分别针对2个指标寻找最佳的控制器参数,计算上升时间的最小值为0.077 s,实际仿真时间为0.12 s;计算超调量的最小值为0.063%,实际仿真结果为1.24%。利用叠加等高线图,寻找同时满足2指标的最优控制器参数。说明采用响应面模型优化PID控制器参数是合理可行的。

红外探测器光谱响应率定标方法

采用新的方法对波长范围1～3μm的红外探测器绝对光谱响应率进行定标。红外探测器的光谱响应率定标是在两套定标系统上利用两种参考探测器实现的。首先在红外光谱比较系统上利用一个平响应的腔式热电堆探测器作为参考探测器,测量待测红外探测器相对于标准探测器的连续光谱响应率;然后在可见-近红外定标系统上,利用低温辐射计和激光器在几个单立波长上进行绝对光谱响应率测量。这样,通过计算就能得出待测红外探测器在每个波长上的绝对光谱响应率。采用上述方法对TS-76探测器进行光谱响应率定标,联合不确定度小于0.95%。

具有捕获率与Allee影响的种群分布参数系统的最优控制的存在性

本文主要考虑具有捕获率与Allee影响的种群分布密度的变化情况,通过对影响它的几个因素进行分析,建立起有关种群分布的一个偏微分方程模型,并证明了该模型最优控制的存在性.

景泰发电厂660MW发电机组电力系统稳定器（PSS）参数整定试验研究

用在线频率响应分析方法对大唐景泰发电厂660MW发电机励磁系统的电力系统稳定器（PSS）参数进行了优化。根据无PSS时的励磁系统频率响应特性试验结果对PSS的参数进行了整定，并对整定后的系统进行了负载阶跃和反调试验。试验结果表明，整定后的PSS参数有很强的适应性，对0．1—2．0Hz的低频振荡有很好的抑制作用，具有较好的阻尼效果，而且将仿真与现场试验相结合的频率响应特性分析方法的物理概念清晰，是设置和优化微机励磁调节器参数的一种有效方法。

一种面向无模型系统的PID参数整定法

当前先进PID参数整定方法都是基于系统模型的,然而许多复杂系统无法用某一精确的数学模型进行描述。为此,提出应用响应面法与灰度分析对无模型系统进行PID参数整定。对于无模型系统来说,最好的评价标准是直接的输出响应,例如超调量、上升时间和调整时间等,所以无模型系统的PID参数整定是一个多目标优化问题。因此首先应用灰度分析对多个性能指标进行综合评估;然后应用响应面法建立PID参数与综合性能间的数学关系式,进而预测最优的PID参数组合;最后此方法应用于3种典型的系统以验证该方法的可行性。仿真结果显示使用该方法得到的PID参数组合的控制性能优于Z-N法与遗传算法,与粒子群算法不相上下,但搜索效率高于粒子群算法。

加速度功率型PSS参数整定对次同步振荡的影响

PSS是附加在现代励磁系统的一个调节设备,是提高电[2]力系统动态稳定水平的有效手段之一。但PSS的加入可能会引起次同步振荡的产生。除了输入信号类型之外,电力系统稳定器(PSS)的参数整定也是影响次同步振荡非常重要的因素。针对目前国内普遍应用的PSS2B型电力系统稳定器,通过对PSS2B中功率匹配系数和扭振滤波环节时间常数的研究与整定,利用频率响应分析法,得到PSS-AVR励磁系统有补偿的相频特性,从而分析出对次同步振荡信号达到较好抑制或者消除作用的功率匹配系数和扭振滤波环节时间常数。利用电力系统全数字仿真装置电磁暂态计算平台(ETSDAC)进行仿真校核,结果表明:所整定得出的加速度功率型PSS在抑制低频振荡的同时,对次同步振荡信号也有较好的抑制效果,具有可行性。

华润电厂300MW发电机组的电力系统稳定器参数整定试验

用在线频率响应分析方法对徐州华润发电厂300MW发电机励磁系统的电力系统稳定器(PSS)参数进行了优化.根据无PSS时的励磁系统频率响应特性试验结果对PSS的参数进行了整定,并对整定后的系统进行了负载阶跃和反调试验.试验结果表明,整定后的PSS参数有很强的适应性,对0.1～2.0Hz的低频振荡有很好的抑制作用,具有较好的阻尼效果,而且将仿真与现场试验相结合的频率响应特性分析方法的物理概念清晰,是设置和优化微机励磁调节器参数的一种有效方法.

新安江模型系统响应参数优化方法在邵武流域的应用

针对现有参数率定方法在目标函数曲面上寻优存在率定结果不稳定、收敛性能差、效率低、找不到全局优值等问题,利用因变量增量与参数变化之间存在的系统响应关系构建了系统响应参数率定方法。采用邵武流域的实测资料和新安江模型对该方法进行了应用检验。结果表明系统响应参数率定方法可以找到参数全局优值,不受初值影响,率定结果稳定,效率较高。因此说明系统响应参数率定方法是一种可行有效的参数优选方法,对其他模型参数优选具有一定的借鉴意义。

PSO算法在马斯京根法参数率定中的应用

将PSO算法用于马斯京根法参数的自动率定,开发了基于PSO算法的马斯京根法参数自动率定系统,该系统可以对马斯京根法参数进行快速的率定和检验;是分析率定结果稳定性的一种新方法;此系统具有较高的实用性,已在多个流域中得到了应用。

基于增强响应灵敏度法的分数阶系统参数识别

与整数阶微分算子相比,分数阶算子可以更加准确地描述系统的某些特性,如遗传和记忆功能。为了更加准确和高效地求解分数阶系统,文中首先提出了一种基于Adams离散和Newmark-β法的数值方法来获得系统的响应。对于分数阶系统的参数识别反问题,将其归结为一类非线性的优化问题,然后采用增强响应灵敏度法对识别方程进行求解。算例表明,文中提出的正问题计算格式可以快速、准确地得到系统的响应,增强响应灵敏度法能准确识别出系统的参数,并且对模拟的测量噪声不敏感。

模糊自整定PID温度控制系统的建模与仿真

针对炒茶机的加热控制系统跟踪设定的温度值滞后、自动调节加热装置实时性差的问题,设计一种模糊自整定比例积分微分(PID)参数控制器。采用PID控制和模糊控制算法相结合的方法,实现模糊控制对PID参数的调整。利用Matlab在Simulink中建立模型,并对该控制器进行仿真分析。结果表明,模糊PID自整定控制器的超调量≈1%,稳态误差es=0。该方法可提高温度控制系统的性能。

仪用PID参数自整定控制器设计与应用

传统的继电振荡PID参数自整定方法由于在整定期间要使系统处于临界振荡状态,并且整定周期较长,限制了在许多工业控制过程中的应用。介绍了一种基于开关阶跃响应算法的PID参数自整定控制器,通过在实际温度控制系统的应用,与继电振荡PID参数自整定算法以及ModiconPLC的PID参数自整定模块进行分析比较,证明该算法在安全性及整定时间上明显优于其他两种算法。

基于频率响应法的发电机低励限制与PSS协调控制

低励限制器(UEL)作为励磁系统的限制环节对系统稳定性有重要影响,但由于UEL参数设置不合理,UEL动作后恶化了电力系统稳定器(PSS)提供正向阻尼的作用,导致机组出现振荡甚至解列的严重故障在电网实际运行中多次发生。文中基于扩展Heffron-Phillips模型,从理论上推导出励磁系统加入PSS和UEL的简化模型,采用频率响应法,画出励磁系统分别加入PSS与UEL的开环传递函数的波特图,分析UEL与PSS的作用频段,并给出具体的UEL参数设置方案,方案可以使UEL与PSS协调配合。以云南电网数据为例,在PSASP和MATLAB仿真软件下建立单机—无穷大模型验证理论分析的正确性。仿真结果表明:采用频率响应法对UEL进行参数整定后,UEL动作不影响PSS的输出效果,二者可以协调配合以确保系统的稳态运行。

基于RBF神经网络自适应整定燃烧串级控制系统

针对传统的锅炉燃烧串级控制系统采用固定的PID控制参数难以取得满意的控制效果的缺点,引入径向基(RBF)神经网络自适应整定燃烧串级控制系统外回路的PID参数.内回路仍然沿用原来的PI控制方式及控制参数,由RBF网络辨识得到被控对象的Jacobian信息后,根据梯度下降法自适应调整系统外回路的PID控制参数.仿真研究结果表明:新控制算法能够消除控制系统的静态误差;即使被控对象的模型参数发生了很大变化,新控制算法仍然能快速响应蒸汽压力的阶跃扰动,迅速克服燃料量内扰,其控制效果明显优于常规PID串级控制.

船用起重机波浪补偿系统自整定模糊PID控制

波浪会影响船用起重机海上作业,为了保证吊装安全,有必要在船用起重机上加装波浪补偿装置。由于波浪补偿系统中液压元件本身所包含的非线性,常规PID算法虽然简单,但是由于其无法实时对其参数进行在线整定,难以保证波浪补偿的实时性和准确性,因此提出了一种基于模糊控制理论的PID参数自整定方案,建模仿真和现场实验结果均表明,控制器具有较快的响应速度、较小的超调、更高的精度。