基于Pade近似的时滞电力系统特征值计算方法

考虑广域反馈时滞后,电力系统的特征方程含有超越项,试图通过直接求解该方程得到系统的关键特征值变得非常困难。文中利用Pade近似有理多项式来逼近时滞环节,提出了一种计算时滞电力系统部分特征值的方法。将Pade近似有理多项式转化为状态空间表达式并进行平衡化处理,通过与无时滞电力系统和广域阻尼控制器相连接,建立时滞电力系统的线性化模型。根据系数矩阵的稀疏特性,可以利用稀疏特征值算法求解系统的部分特征值。该方法使得沿用常规电力系统小干扰稳定性的特征值分析方法理论和框架来分析时滞电力系统的小干扰稳定性和设计广域阻尼控制器成为可能。2区4机和新英格兰10机39节点算例系统的特征值及其对时滞的灵敏度计算结果表明,该方法能够较准确地求解与时滞系统中动态元件相关的部分特征值,正确求解与时滞环节相关的特征值个数和计算精度与有理多项式的阶数有关。

使用Pade近似式处理数字控制系统中的纯滞后

针对使用改进ｚ变换处理数字控制系统中的纯滞后，需要查表和进行繁杂的数学运算，提出在ＭＡＴＬＡＢ的环境下，使用Ｐａｄｅ近似式拟合纯滞后因子，和不带滞后的被控对象串联组合、离散化，结果有较高的精确度．仿真证明此方法的正确性与实用性．

基于Pade近似一般形式的IMC-PID控制器设计

内模控制方法因具有诸多优点而引起了业界的广泛关注,但难以在DCS中直接实现,现有的IMC-PID设计方法存在着只针对特定模型才能设计或通用设计但近似程度偏低的问题,提出了一种新的IMC-PID控制器设计方法,采用一般形式的Pade多项式逼近IMC-PID转化过程中出现的复杂项,然后对照该Pade多项式和PID控制器表达式设计PID控制器参数。该方法广泛适用于各种单变量对象,也能够毫无修改地应用于多变量系统的IMC-PID控制器参数设计。与基于M ac laurin展式的IMC-PID设计方法相比,该方法提供了具有更强理论依据的微分滤波时间常数计算式,能够获得与内模策略更为接近的控制效果。

基于Pade近似的电力系统频率振荡模式延时轨迹分析

实际电网中多次出现不同于传统低频振荡的频率振荡问题,和一次调频或自动发电控制强相关.包含一次调频、自动发电控制的电力系统调频过程是一个闭环的控制过程,是一个动态系统,面临着稳定性问题.在实际电网运行中,由调度自动发电控制指令到机组执行带来的延时对电力系统关键模态产生显著影响,从而改变闭环系统稳定性.基于一个三区域系统采用Pade近似方法将延时环节转化为状态空间表达式,选取合适的近似阶数,建立了考虑延时环节的电力系统线性化模型;并且通过特征值计算方法研究延时对频率振荡模式的影响规律,算例仿真结果有效验证了延时给系统带来的阻尼恶化、自动发电控制振荡模式发生周期性变化的结论.

四极耦合系统频谱函数的三分点Pade近似

精确计算出四级耦合系统中高温极限情况的二阶、四阶级矩,在Pade近似下获得自旋对关联函数的谱函数P(ω)。以不同的波矢对谱函数给出不同的激发态模式。讨论了这些参数作用于广谱函数的效果。

基于Pade近似的广域电力系统关键模态时滞轨迹分析

采用广域阻尼控制可有效地提高大型互联系统的动态性能,但广域信号传输带来的时滞对广域电力系统关键模态产生显著影响,从而改变闭环系统稳定性,因此关键模态时滞变化轨迹分析对于广域阻尼控制设计具有重要理论意义。首先采用Pade近似方法将时滞环节转化为状态空间表达式,从而建立考虑时滞环节的电力系统线性化模型;之后建立时滞对电力系统机电模态的影响关系模型;采用Arnoldi特征值计算方法研究时滞对区间振荡模态、局部振荡模态和时滞相关模态的影响规律。以四机两区域系统和New England系统为测试系统,仿真结果表明该方法能够较准确地求解上述模态随时滞变化趋势,从而验证了该方法的有效性。

基于极点配置和Pade近似的空调温度控制器的设计

空调温度系统的被控对象可以看作一个具有时滞的一阶环节,时滞的存在,降低了温度控制系统的控制品质,甚至使系统不稳定。针对空调温度控制系统中的具有时滞的一阶对象模型,论文提出了一种基于极点配置和Pade近似的PID(Proportion Integral Derivative)控制器的设计新方法。Pade近似是有理函数逼近的一种方法,可以实现系统模型函数的降阶,简化模型。极点配置是一种通过设计反馈控制器,使得闭环传递函数的极点位于期望位置,从而使系统达到期望性能的方法。仿真结果表明,采用极点配置和Pade近似算法的PID控制可以明显改善温度控制系统的控制品质,使控制系统有更好的动态性能和更强的鲁棒性。

基于高阶Pade近似的纯滞后控制系统设计

本文采用高阶的改进型butterworth传递函数作为目标函数,纯滞后因子采用高阶的对称pade近似进行逼近,设计出一高阶纯滞后控制系统。通过仿真可以看出,采用这种方法所设计的控制系统具有良好的稳定性和鲁棒性。

基于Pade近似的电力系统延时轨迹分析

随着电网建设的不断发展,在电网实际运行过程中产生了与传统低频振荡不同的频率振荡问题,利用传统分析方法无法解释这一问题产生的原因。提出一种基于Pade近似的电力系统延时轨迹分析方法,通过构建基于Pade近似的电力系统延时轨迹线性函数,刻画电力系统线性化运行状态特征量,实现对延时轨迹对电力系统运行的影响规律分析。通过对比实验证明,该方法与传统方法相比,分析结果精准度更高。

中频逆变器数字控制延时的线性化近似

为了对逆变电源的控制系统进行准确设计,分析了数字控制延时对逆变器系统性能的影响,并采用Pade近似的方法对其进行近似。首先,给出了延时环节的1~4阶Pade近似,并对相关频率特性进行了比较,Pade阶数越高,近似越精确,但系统越复杂;然后,对一个单相400 Hz逆变器的控制系统进行了设计,采用比例谐振控制,通过对数字控制延时进行Pade近似,提出了考虑延时环节的比例谐振控制器设计方法;最后,通过实验对理论分析进行了验证。实验结果与理论分析相一致。

用无波函数微扰论和Padè近似方法计算双原子分子振动能级

本文不仅利用无波函数微扰论推导出了双原子分子的非谐振动能级的理论公式，而且还利用双变量 Ｐａｄè近似对 Ｈ Ｃｌ３５ 分子的振动能级做了具体的数值计算，通过选取适当的势参数。

惰性气体原子间远程吸引势的padé近似计算法

原子与分子间相互作用势能可分为二部分，一部分可表达为近程排斥势，另一部分则表达为远程吸引势，对这两种势能的表达方式和计算方法已有很多。此文主要对原子间远程吸引势采用ｐａｄé近似处理法，从动态极化率来计算范德瓦尔斯系数，并进而计算吸引势，为惰性气体原子间远程势的计算提供一个有效的计算方法。

用于二阶加纯滞后过程的IMC-PID控制器的研究

研究了用于二阶加纯滞后过程（ＳＯＰＤＴ）的ＩＭＣＰＩＤ控制系统，对纯滞后采用一阶或非对称二阶Ｐａｄｅ近似，给出了结构均为简单的二阶ＩＭＣＰＩＤ控制器，且只需调整一个参数。结果表明：与采用其它经典ＰＩＤ控制器参数整定方法的系统相比。

宽范围电网下并网逆变器延时小信号建模及不连续稳定区间分析

该文以光伏并网逆变器为例,借助pade近似方法,建立考虑控制延时环节的光伏并网逆变器状态空间小信号模型,利用特征值分析方法研究宽范围电网强度下考虑控制延时的光伏并网逆变器稳定性问题。算例仿真分析结果表明:在考虑控制延时的光伏并网逆变器系统中,当电网强度在较宽范围内变化时,系统存在不连续稳定区间;考虑控制延时的系统小信号模型要更加精确,对控制器参数的变化更加敏感;在极弱电网(短路比SCR≤1.6)下,锁相环和电流环相关振荡模式之间会发生交互作用和"借"阻尼现象,并引起系统不稳定。最后通过MATLAB/Simulink仿真和验证实验证明了理论分析的正确性。

多机系统发电机时滞反馈励磁与STATCOM的非线性鲁棒协调控制

广域反馈信号的时滞性使得包含广域信号的电力系统变成时滞动力系统。利用Pade近似逼近时滞环节,将时滞影响隐含在系统动态方程的系数中,静止同步补偿器(STATCOM)的动态特性用一阶微分方程形式的可控无功电流源表示,推导了含多台STATCOM的多机系统的电磁功率表达式。基于伪广义Hamilton系统理论,将包含STATCOM和时滞反馈励磁的多机系统表示成伪广义耗散Hamilton系统形式。利用L2干扰抑制控制方法得到考虑广域信号时滞性及转移电导的发电机励磁和STATCOM的协调控制策略。4机2区域系统的仿真结果表明,与传统的分散控制器相比,所提考虑时滞影响的非线性鲁棒协调控制器能够有效地抑制系统振荡,且具有一定的时滞不敏感性。

基于LMI的小时滞饱和系统稳定域估计方方法法

基于Pade近似变换,将小时滞饱和系统的稳定域估计转化为估计奇异摄动饱和系统的稳定域问题.证明了此奇异摄动饱和系统的稳定域具有可解耦性,并在此基础上建立LMI优化模型并提出小时滞饱和系统稳定域估计的降阶方法.算例仿真验证了方法的正确性和有效性.

飞行仿真转台的一种新型前馈跟踪控制

针对飞行仿真转台系统,提出了一种新型的前馈控制器的设计方法,并对时间常数τ给出了迭代算法。该控制器适用于数字非最小相位系统,且控制器的实现不需要指令信号的超前信息,校正后的系统在低频段相移近似为零,增益近似为1。以某飞行仿真转台系统为例进行了数字仿真,仿真结果表明了该控制器的有效性。

基于时滞灵敏度和多目标优化的广域电力系统稳定器参数设计

针对广域电力系统稳定器应用过程中信号具有时滞的问题,基于Pade近似与阻尼转矩分析法推导得到一个特征根相对于时滞的灵敏度指标,进而采用多目标粒子群优化算法求解综合考虑该灵敏度指标与系统阻尼的广域电力系统稳定器参数优化问题,实现对时滞具有较好鲁棒特性的广域电力系统稳定器参数设计。在搭建的信息电力融合系统平台中以2区4机系统为例,研究了不同时滞下控制器的控制效果。时域仿真结果表明,所提控制器参数设计方法对广域信号时滞的波动有较好的鲁棒特性,当广域测量系统的传输时滞在一定的范围内变化时,控制器依然能够有效地抑制系统区域间的低频振荡,为广域电力系统稳定器的参数整定提供了一种新的思路。

用极坐标下的广角光束传播法计算分析弯曲波导

采用了极坐标下的广角 BPM( Beam Propagation Method)对弯曲波导进行了计算模拟 ,并与极坐标下近轴 BPM方法进行了比较 。

高阶时滞系统的降阶IMC-PID控制研究

针对一类存在非最小相特性的二阶纯滞后对象,采用一阶Pade逼近,研究基于IMC的先进控制方法,得到一种新型IMC-PID参数整定方法。对于典型高阶时滞对象,先采用最小二乘法将其拟合为工业常见的二阶时滞过程模型,然后采用此IMC-PID方法进行控制器设计研究。仿真结果表明,对于此类高阶时滞对象,该控制方法较经典的PID控制方法有更好的动、静态特性。