状态空间

摘要： 有限脉冲响应(FIR)滤波器是无线通信研究中多载波调制系统的主要组成单元。针对有限字长效应导致FIR滤波器性能下降问题,该文提出一种FIR滤波器格型结构改善因量化导致的滤波器系数误差,即降低系数灵敏度,利用状态空间结构表示相应改进格型结构系数,并推导分析其系数灵敏度表达式。仿真实例验证理论推导结果,即改进格型结构系数灵敏度与采样周期相关。与传统格型结构相比,在量化字长和采样周期约束下,改进格型结构频响特性曲线更接近理想频响特性曲线,系数灵敏度更小,抗有限字长效应能力更好。

摘要： 针对现有模块化多电平变换器(MMC)拓扑结构繁多、控制策略通用性差的问题,此处提出了一种MMC拓扑的通用控制方法。首先针对MMC的典型拓扑结构进行了拓扑分析并分类,典型拓扑包括MMC、模块化多电平矩阵变换器(MMMC)和六角形模块化多电平AC/AC换流器(Hexverter)。然后通过基于状态空间表示的电流控制和支路能量平衡控制两部分阐述该控制方法的基本原理。针对支路能量平衡问题,此处提出了一种使附加电流应力最小化的优化方法。最后以MMMC为例,通过仿真分析和所搭建的低压实验平台验证了所提通,用控制策略的有效性。结果表明所提通用控制策略的不同解决方案均能有效平衡支路功率,实现控制需求。

摘要： 配电系统窃电是造成电网非技术损失的主要原因,是供电企业运营管理中长期面对的痼疾。用电信息采集系统采集的海量用户数据使得开展数据驱动的用电异常检测、准确识别窃电用户成为可能。受用户用电行为多样性影响,数据驱动的窃电检测方法的误报率在某些场景下尚难以满足实践需求,严重制约了该类方法的工程应用。首先,介绍了窃电实现手法;然后,梳理了在实践中得到工程应用的窃电检测方法以及数据驱动窃电检测方法的基本思路和局限性;在此基础上,结合工程应用对窃电检测评价指标的差异性需求,分析指出提取的可用信息不足、特征指标项灵敏性和可靠性不高是阻碍数据驱动窃电检测方法走向工程实用的主要原因。最后,从算法设计、状态空间细分以及特征指标项设计选择等不同层面对低误报率窃电检测进行了展望。

摘要： 为了提高基于状态空间法的高压直流输电系统仿真计算精度,提出了一种考虑缓冲回路的HVDC系统仿真计算方法。以晶闸管的阀电流和缓冲电流作为状态变量对晶闸管进行建模,将换流变压器不同工况下的电压变换关系通过关联矩阵表示为统一的形式,建立换流器和换流变压器的状态空间模型,结合直流线路模型推导HVDC系统一次设备状态空间表达式。进一步,分析了控制系统的触发信号生成方法以及一次系统与控制系统的数据交互过程,实现了HVDC系统数学模型高精度求解。最后将Matlab实现的算法结果与PSCAD仿真结果进行对比,一次系统求解精度可达99.99%。

摘要： 如何提高目标微弱信号的检测正确率,一直是信号研究处理的难点。基于卡尔曼滤波,提出了一种适用于混沌噪声背景下微弱脉冲信号的检测方法。利用卡尔曼滤波建立一步预测模型对混沌信号进行单步预测,得到预测误差;给定一个阈值,用于检测出被淹没在混沌噪声下的微弱脉冲信号。仿真实验结果表明:利用卡尔曼滤波可以更准确高效地检测出混沌噪声背景下的微弱脉冲信号,且状态空间模型的检测结果最优,在信噪比为-80.12 dB时,检测精度高达91.67%,F1得分达到了0.88,相较于ARIMA模型检测精度提高了8.33%,检测性能提高了4.00%。

摘要： 基于马尔科夫链蒙特卡洛(Markov Chain Monte Carlo,MCMC)方法的时域波达方向估计算法通过构造马尔科夫链的方式来对波达方向进行估计,但是现有的算法在马尔科夫链的收敛速度和结果上并没有表现出很好的鲁棒性。为了优化算法的性能,采用多(短)链并行的方式代替原来的长链生成方式,提高了算法收敛的稳定性;并对特定模型下的构造过程进行分析,优化了状态空间,提高了算法的搜索效率;同时结合多混合的MCMC方法,进一步提高了算法估计的精确度和收敛速度。仿真结果表明,改进后的算法对波达方向估计的准确性和实时性都有很大提升。

摘要： 整流侧极母线接地故障发生后,最大短路电流可至正常运行电流的10~20倍,为此需对极母线接地故障清除方案进行系统性评估,选择最优清除方案以减小故障对区域电网冲击。首先建立极母线接地故障数学模型,利用状态空间方程,结合特征根分析,解析故障电流时域表达式;随后,结合现有控制保护方案分析故障极电压、电流衰减与过渡电阻的相关性,进一步分析运行极直流电流恢复的影响因素。分析表明:整流侧极母线永久性接地故障发生后,故障极电流衰减特性与过渡电阻、故障清除方式相关;低阻接地故障侧进入旁通运行后,故障电流衰减时间较长,造成中性线电压波动,运行极直流电流建立过程中发生振荡。基于特高压直流工程实时仿真系统(real time digital system,RTDS)对整流侧极母线接地进行仿真,仿真结果表明,故障发生后整流侧选择不进入旁通方式运行有利于故障极直流电流衰减及运行极直流电流恢复。

摘要： 针对随机扰动造成的企业库存系统缺货、库存水平增加和订货波动增大的问题,提出一种基于自抗扰控制(ADRC)的随机扰动库存系统优化模型。首先,根据进销存产品流和信息流的运营管理逻辑,通过拉普拉斯变换得到了库存系统的传递函数并将其转换成一类二阶状态空间标准式;然后,设计了一种包括跟踪微分器、扩张状态观测器和非线性状态误差反馈控制率的基于ADRC的随机扰动库存系统优化模型,从而在保证系统稳定的前提下,控制补偿随机扰动对库存系统的影响;最后,利用行业数据进行仿真实验,以验证ADRC优化模型对随机扰动库存系统优化的有效性。仿真实验结果表明,与无ADRC的库存反馈控制模型相比,基于ADRC的随机扰动库存系统优化模型可减少40%的库存剩余,减小47.4%的订货量均值,降低39.3%的订货量波动,并极大地改善随机扰动下企业库存系统的缺货现象。由此可见,基于ADRC的随机扰动库存系统优化模型能够指导企业合理订货,降低企业库存水平,从动态的角度提高库存系统的稳定性,为企业的实际生产运营提供科学的理论借鉴和应对方法。

摘要： 基于复杂轮系状态空间理论,提出了一种复杂行星轮系功率流分析的简便方法。首先将复杂轮系拆分成基本单元,通过对单元结合点进行分析,建立相应轮系的特征状态方程以及基本单元的连接约束方程;然后对轮系单元结合点进行特征状态向量分析,根据轮系的实际情况确定结合点功率正负,判断功率流向;最后以某风机减速器为例,对其轮系的功率流进行分析,验证了该方法的有效性。

摘要： 本文提出基于深度网络的船舶冰区航行路线规划方法。从船舶航行动作出发,以深度Q网络为基础,设计船舶航行所处的状态空间、动作空间以及奖励函数,其中使用栅格法建立冰区模型,构建船舶航行的冰区状态空间;船舶动作在各空间及奖励函数过程中学习与训练,生成寻优路线,经平滑处理后,缩短航行距离,由此为船舶规划出从当前位置出发,能够避免与冰区中浮冰发生碰撞的航行线路。研究结果表明,该方法迭代8 000次后能够生成较为良好的路径,模拟生成的航线能够准确避开浮冰且路径节点减少较为平滑。

摘要： 杆梁类周期结构可用于有效控制纵波、弯曲波的传播,因而在工程中得到越来越广泛的应用.本文针对胞元含有任意多个构件的一般性杆梁类周期结构,首先利用状态空间法来描述各构件的轴向、弯曲动力行为,然后在回传射线矩阵法的理论框架内,考虑对偶坐标系中物理量的相容条件、胞元中各构件在节点处的耦合条件、胞元两端点由Floquet-Bloch原理所决定的周期性条件,从而建立基于状态空间的回传射线矩阵法来分析一般性杆梁类周期结构中弹性波的通禁带特征.研究表明该方法具有列式统一、计算稳定、结果精确、同时适合低频和中高频分析等优点.

摘要： 传统系统或设备的稳定性通常是通过若干特征指标的统计标准差来表征，但是该方法不能给出系统整体、量化的稳定性表征。本文介绍了一种将系统若干特征指标作为状态空间元素，通过状态转换矩阵的谱半径的大小来表征系统的稳定性的分析评估方法。

摘要： 车桥耦合振动问题采用有限元法分析时是一个时变的线性动力系统.论文将时变的线性动力系统分解成时变的线性动力系统和时不变的线性动力系统的叠加.利用时不变的线性动力系统的模态矩阵降低分析的维数,同时利用状态空间理论建立了车桥耦合振动有限元法分析的状态空间法.文中分析了两个算例,算例表明提出的方法具有很高的计算效率和计算精度.

摘要： 本文从三方面论述Birkhoff力学是状态空间中的分析动力学:(1)从Newton运动微分方程一次化而引入Birkhoff表示的过程中,说明Birkhoff变量是从坐标-速度状态变量变换而来的,即Birkhoff变量本质上是系统的广义状态变量.(2)论证系统状态空间中Lagrange方程与Birkhoff方程具有相同的结构,状态空间中系统的Lagrange函数可以由Birkhoff函数和函数组构成,就是说Birkhoff方程是状态空间中系统的分析力学运动方程.(3)相空间是一种特殊的状态空间,经非正则变换成为一般的状态空间,而Hamilton方程经非正则变换成为Birkhoff方程,再次说明Birkhoff力学是状态空间中分析动力学.

摘要： 针对传统的DMC动态矩阵控制算法不能控制含积分环节过程的特性,提出了一种改进的基于状态空间DMC方法。用预测状态空间模型表示非自衡对象的阶跃响应,根据预测输出方程和二次型指标函数得出最优控制率,并用闭环状态观测器来重构系统状态。然后通过对状态空间能控性能观性的分析证明了算法的可行性。仿真实验表明了该算法的有效性,对大滞后非自衡对象具有很好的控制效果。

摘要： 针对传统三电平整流器模型难以拓展,移植性差的问题,本文以CRH2型动车组三电平整流器为研究对象,提出了一种结合虚拟广义二端口和状态空间的混合建模方法,分别建立整流器桥臂的虚拟广义二端口模型,整流器交流侧与直流侧的状态空间模型;再根据电路拓扑,将不同描述的各部分模型连接起来,构建三电平整流器的混合模型,所建模型移植性强、拓展性好.最后使用Matlab/simulink进行仿真分析,验证了所建混合模型的正确性.

摘要： CPN形式化建模适合为包含大量并发、通信、同步共享行为的软硬件系统建立形式模型,并完成系统功能和性能等方面的行为分析.在传统的CPN建模中,token的选取采用穷举法,生成的token数量较多,并且CPN模型生成的状态空间相当庞大,甚至状态空间爆炸等问题.针对上述问题,将符号执行与CPN建模相结合,并在CPN模型的执行过程中采用一种基于token选取的方法,进而得到CPN模型的状态可达图.通过对OpenStack云平台支持创建的单一平面网络进行CPN建模,针对传统方法和本文方法生成状态空间分析了规模的变化,验证了本文提出的方法的有效性.

摘要： 全面认识和客观评价磁集成技术对开关变换器稳态和动态性能的影响,需要建立磁集成开关变换器的小信号模型.论文以集成磁件分析方法为基础,结合状态空间平均法,分别提出三种磁集成开关变换器小信号建模方法,为这类变换器的动态特性研究和控制设计建立理论基础.以磁集成有源箝位正激变换器为研究对象,分别对这三种建模方法做详细阐述.

摘要： 基于概率假设密度粒子滤波(PF-PHD)的多目标跟踪算法存在目标数目估计不准确,状态估计精度不高等问题,尤其是在杂波密集、目标数目较多的环境中,表现更为明显.借鉴Rao-Blackwellised粒子滤波(RBPF)将目标的状态空间进行分解,分别采用线性与非线性滤波器进行跟踪的思想,在PF-PHD的预测与更新过程中采用RBPF滤波,降低了计算复杂度,并显著提高了目标数目估计的准确度和状态估计的精度.文章最后用仿真实验验证了所提方法的有效性.

摘要： 针对参数化系统验证的状态空间爆炸问题,本文提出自动抽象方法化简参数化系统状态空间.首先,进行Y-抽象建立单进程状态机模型,然后,通过对多个Y-抽象模型的合成运算得到异步合成的参数化系统,最后,根据定义的谓词对参数化系统进行X-抽象得到二维抽象(TDA)模型.本文运用该方法对基于Synapse N+1、Illinois、MESI、Berkeley和Dragon的5个参数化协议进行自动化抽象建模并验证了相关性质,有效地提升了验证参数化系统的能力.

摘要： 本文描述的示例一般涉及一种计算机设备，包括存储器和被配置为评估用户界面的更改的至少一个处理器。计算机设备监视在用户界面的更改之前和之后，与用户界面的用户交互。监视包括收集每个用户的结果度量数据。计算机设备基于每个用户是否参与特定交互而将用户划分为处理群组和对照群组。计算机设备生成针对处理群组的结果度量时间序列和针对对照群组的分区结果度量时间序列。计算机设备基于结果度量时间序列，使用贝叶斯机器学习模型估计结果度量的条件分布和反事实行为。计算机设备确定用户界面的更改在结果度量数据上的处理影响。

摘要： 本发明公开了一种基于状态空间分解的双端多状态网络可靠性评估方法，将一种并行机制引入到状态空间分解法SSD中，分解过程并行执行，并提供四种启发式方法R1、R2、R3和R4，为选择满足要求的d‑MP提供了优化方案，简便分解过程，以提高多状态网络可靠性评估的效率。本发明提出的启发式方法R4和给定最小割集向量d‑MC的状态空间分解法SSD在无法获得d‑MP或d‑MP数量较多时依然可以精确地进行多状态网络可靠性的评估。

摘要： 本发明公开了一种面向电性能与控制的空间网状天线状态空间建模方法，包括：输入天线几何参数、材料参数、电参数与控制矩阵、控制向量；确定系统状态变量与系统输出量；计算理想天线远区电场；建立天线结构有限元模型；进行天线结构模态分析；输出固有频率矩阵、模态质量阵、模态振型阵；计算模态刚度阵、模态阻尼阵、模态输入矩阵；生成系统状态矩阵、系统控制矩阵；提取节点、单元与形函数信息；计算电性能对节点位移一阶、二阶系数矩阵；计算电性能对模态坐标一阶、二阶系数矩阵；生成系统一阶、二阶输出矩阵；建立系统状态空间模型。本发明克服了传统建模方法的不足，实现了同时面向电性能与控制的空间网状天线状态空间建模。

摘要： 本发明公开了一种基于状态空间分解的双端多状态网络可靠性评估方法，将一种并行机制引入到状态空间分解法SSD中，分解过程并行执行，并提供四种启发式方法R1、R2、R3和R4，为选择满足要求的d‑MP提供了优化方案，简便分解过程，以提高多状态网络可靠性评估的效率。本发明提出的启发式方法R4和给定最小割集向量d‑MC的状态空间分解法SSD在无法获得d‑MP或d‑MP数量较多时依然可以精确地进行多状态网络可靠性的评估。

摘要： 本发明涉及动力学系统运动分析领域，提出状态空间转移模型及状态正向与逆向转移互逆求解定理。其中，状态空间转移包括正向转移，即已知初始状态空间F(x

摘要： 本发明公开了属于设备状态监测技术领域的一种基于状态空间的多特征设备状态评价方法及应用。该发明包括：标杆状态评语集建立环节提供评价输出范围；特征参数的优化选择及标准化环节提供标准化输入；状态空间建立环节提供状态表征方式；空间亲和度计算环节提供状态评价指标；状态匹配环节提供最后输出结论。本发明拓展了多特征设备状态评价的研究思路，能够解决传统直接利用多特征效用值线性叠加造成的线性失真现象，丰富了状态分级标准的制定，量化了各特征因素对状态评价结果的贡献程度，为提高复杂设备的状态监测与分析水平提供了科学方法，降低了人力成本，提高企业效益。

摘要： 本发明公开了一种面向电性能与控制的空间网状天线状态空间建模方法，包括：输入天线几何参数、材料参数、电参数与控制矩阵、控制向量；确定系统状态变量与系统输出量；计算理想天线远区电场；建立天线结构有限元模型；进行天线结构模态分析；输出固有频率矩阵、模态质量阵、模态振型阵；计算模态刚度阵、模态阻尼阵、模态输入矩阵；生成系统状态矩阵、系统控制矩阵；提取节点、单元与形函数信息；计算电性能对节点位移一阶、二阶系数矩阵；计算电性能对模态坐标一阶、二阶系数矩阵；生成系统一阶、二阶输出矩阵；建立系统状态空间模型。本发明克服了传统建模方法的不足，实现了同时面向电性能与控制的空间网状天线状态空间建模。

摘要： 本发明公开了一种LCC‑HVDC系统状态空间建模及稳定性分析方法，包括以下步骤：S1：构建LCC‑HVDC系统的降维HSS模型；S2：根据降维HSS模型，进行稳定性分析。本发明提出了一种基于相移原理的HSS降维建模方法，并以LCC‑HVDC整流站为例建立了降维HSS模型，并对系统小干扰稳定性进行了分析。降维HSS模型的维度相较于传统HSS模型降低了一半，显著提高了计算效率，且模型并未改变系统结构的完整性与准确性，可有效降低理论分析与验证的复杂度，所提的降维方法在理论上具有普适性，即该方法同样适用于新型电力系统中其他电力电子装备的建模分析。

摘要： 本发明公开了一种考虑通信时延的主从交流微电网的状态空间建模方法，由多个储能变流器组成主从控制的并联交流微电网结构，包括以下步骤一、建立dq坐标系下的主机状态空间模型，步骤二、建立dq坐标系下的从机状态空间模型，步骤三、建立dq坐标系下的负载状态空间模型，步骤四、建立独立交流微电网状态空间模型。本发明针对主机向从机通过低带宽通信传输电流指令时存在的通信延迟的技术问题，根据实际工程的通信参数对影响稳定性的系统控制参数进行建模调节，提高系统的稳定性，从而提高生产力。

摘要： 本发明公开了一种一类二阶过程的简化扩展状态空间模型预测控制方法，首先基于过程对象的实时阶跃响应数据以及最小二乘算法建立二阶过程的输入输出模型，挖掘过程的基本特性，然后将得到的输入输出模型转换为简化的扩展状态空间模型，之后基于该简化的扩展状态空间模型设计模型预测控制器，最后将得到的模型预测控制器实施于二阶过程。本发明基于该简化的状态空间模型，可以解决原始二阶扩展状态空间模型预测控制器在大时滞情况下可能存在的维数过大导致求解失败以及复杂度过大等问题，同时也保留了扩展状态空间模型带来的调节自由度，给出了二阶过程扩展状态空间模型预测控制器的工程实用解决方案。