状态空间方程

摘要： 以1台含梯级叠铁心自耦变压器的分裂式绕组为研究对象,通过数值计算和均质化建模获得频变下含梯级叠铁心的导磁特性;然后,运用有限元软件计算绕组电感和电阻的频变特性;再以变压器绕组线饼为单元,在MATLAB中建立考虑频变特性的绕组状态空间方程的解析模型,计算正常及轴向移位故障下绕组的频率响应;最后,通过实验验证模型的正确性。结果表明:随着频率的逐渐增大,变压器叠铁心的各向异性相对有效磁导率和绕组的电感均逐渐减小,而绕组的电阻逐渐增大;理论值与实测值对比,正常、轴向移位故障下绕组频率响应曲线变化趋势一致,这2种情况下考虑频变特性的谐振点频率最大误差分别为-3.35%和5.42%;考虑和未考虑叠铁心梯级影响时,谐振点频率最大误差分别为-3.35%和-8.48%。可见,考虑叠铁心梯级影响后再均质化建模可提高绕组频率响应的建模准确度,有效提高了绕组电感参数计算精度,解析获得频率响应曲线也更加准确。

摘要： 频率响应法(FRA)是检测电力变压器绕组变形的一种可靠方式,本文以三绕组变压器为研究对象,提出考虑各个单元之间互感和绕组相邻线饼间电容的模型。首先,采用有限元软件Maxwell建模求取正常及变形绕组的等效电路参数;其次,根据仿真得到的等效电路参数,在Matlab中建立状态空间模型,通过参数矩阵进行频率响应计算,得出高压绕组轴心偏移和饼间间距变化两种典型绕组变形对频率响应曲线的影响规律。研究结果对后续提取反映频率响应特性的特征向量,实现变压器绕组变形类别的识别具有一定参考价值。

摘要： 设计一种用于双输入双输出液位控制系统的状态估计控制器。从双输入双输出液位控制系统的结构出发,研究其结构及工作原理。在考虑系统集中扰动的基础上,利用系统的已知增益时滞比求取系统的状态空间方程。采用线性扩张状态观测器,构造系统的估计方程,并通过期望信号与输出信号误差的比值,构建状态估计控制器。通过所设计的状态估计控制器,求取双输入双输出液位系统中两个通道的估计方程以及控制信号。利用干扰观测器方法与所提方法分别对恒定及变化期望液位曲线进行跟踪。结果表明:在跟踪恒定及变化液位曲线时,所提方法对双输入双输出液位系统的控制效果较好,能够控制系统液位快速按照期望液位变化,可实现对双输入双输出液位的准确控制。

摘要： 目前,针对磨床液体静压轴承控制系统进行动态特性分析时,多限于采用经典控制论的方法,为此,对液体静压轴承控制系统具有的非线性(特性)、多输入多输出(特性)、时变特性等进行了仿真与实验研究。首先,分析了液体静压轴承系统的工作原理,并采用键合图理论建立了液体静压轴承控制系统键合图模型,推导出了系统的状态空间方程;然后,运用仿真软件MATLAB/Simulink对轴承控制系统进行了仿真,分析了其时域响应特性;最后,搭建了液体静压轴承试验平台,对该液体薄膜反馈静压轴承系统的动态性能进行了验证,并将其结果与仿真结果进行了对比分析。研究结果表明:该液体薄膜反馈静压轴承系统具有良好的静态性能和动态特性,静态误差减小5%,动态特性指标超调量为12%,响应时间为10 ms,峰值时间为6 ms左右,综合指标均得到了改善,满足了期望的设计技术参数要求;解决了该液体静压轴承静态精度较低,以及动态特性易受外界载荷扰动的问题。

摘要： 针对直臂式高空作业平台直线轨迹问题,对其在水平直线运动中的振动特性进行了研究.首先,采用逆运算算法得出了作业平台臂架伸缩与变幅运动关系;其次,通过研究臂架叠加处搭接与底部变幅液压缸支承情况,将臂架等效为底部铰接,叠加部位具有集中参数的变截面、变长度梁;然后,采用Hamilton原理建立了臂架在水平直线运动中的微分方程,结合模态叠加法求解了在不同时刻的瞬态振型函数,后拟合时变参量,研究了不同长度下臂架振型;最后,采用Galerkin截断法取前两阶模态,得出了广义坐标下的状态空间方程,在MATLAB/Simulink环境下进行了动态仿真,对臂架在水平直线运动过程中头部的振动响应进行了研究.研究结果表明:在实例求解数值计算结果的过程中,该模型可以提高高空作业平台臂架在直线轨迹运动中的动力学建模精度,并为其振动控制提供理论参考.

摘要： 针对移动机器人在狭窄空间、人员密集场景下灵活工作的需要,提出了一种内置差速器的轮系底盘结构,并基于该结构设计了一款具有零转弯半径能力的轮式机器人底盘。利用矢量法建立轮系的运动方程,分析轮系着地轮滚动摩擦扭矩变化规律,建立轮系底盘的运动学模型与状态空间方程,求解电机转角与轮系转角的响应曲线。建立动力学模型验证了机器人移动的稳定性与零转弯抗侧向纵倾性,并研制了一台实物样机,通过实际环境实验进行结构可行性验证。

摘要： 基于5 kW固体氧化物燃料电池(SOFC)电堆,考虑建模仿真—2温度层模型在模型精度与复杂度上做了更好的折中,可以更有效地应用于控制器设计.本文首先对2温度层模型在常用稳态工作点附近采用泰勒级数展开,获得其状态空间方程.然后考虑其安全操作特性,设计了两种带约束的预测控制器:即面向SOFC电堆的快速负载跟踪与燃料亏空控制器与面向SOFC电堆温度安全的控制器.重点分析了不同切换速率工况下的温度及其梯度、功率以及燃料亏空特性,使得系统在快速进行功率跟踪的同时工作在安全范围以内.结果发现随着电流调节速率的增大,跟踪过程虽然加快,但其存在安全风险也相应增大;此外,安全指标相对避免燃料亏空指标而言,对电流调节速率的要求更加苛刻,在控制器设计时必须综合进行考虑.

摘要： 在利用传统方法控制船舶远程通信网络拥塞时,在平均队长为143.52～162.52 packet的范围内,存在链路利用率较低的问题.因此,将双时钟法应用于船舶远程通信网络拥塞控制中.忽略船舶远程通信网络中存在的超时重传机制,对随机微分方程与数据流进行分析,从而构建船舶远程通信网络动态模型.通过控制预测函数实现船舶远程通信网络的快速高精度跟踪控制,从而节省链路资源.基于此,利用双时钟法设计AQM滑模控制器,实现船舶远程通信网络的拥塞控制.为证明本文方法的链路利用率较高,将其与2种传统方法进行对比.实验结果证明,本文方法的链路利用率最高,对于船舶远程通信网络鲁棒性、稳定性的提升有很大意义.

摘要： 针对移动机器人在狭窄空间、人员密集场景下灵活工作的需要,提出了一种内置差速器的轮系底盘结构,并基于该结构设计了一款具有零转弯半径能力的轮式机器人底盘.利用矢量法建立轮系的运动方程,分析轮系着地轮滚动摩擦扭矩变化规律,建立轮系底盘的运动学模型与状态空间方程,求解电机转角与轮系转角的响应曲线.建立动力学模型验证了机器人移动的稳定性与零转弯抗侧向纵倾性,并研制了一台实物样机,通过实际环境实验进行结构可行性验证.

摘要： 基于开关电感和开关电容,提出了一种新颖的结构可拓展的高增益DC/DC变换器。首先对高增益DC/DC变换器的研究现状进行分析;其次对基于开关电感和开关电容的串联拓扑结构进行分析;接着对所提出的新颖的基于开关电感和开关电容的高增益变换器的工作原理和主要波形进行研究;紧接着对新颖高增益变换器的电压增益和开关管、二极管的电压应力进行研究;然后对新颖高增益变换器进行状态空间方程的建模并设计PI调节器,最后对所提系统进行Simulink闭环控制系统仿真。仿真结果表明:闭环系统具有优良的动态和稳态性能,实现了20倍电压增益的输出,新颖DC/DC变换器具有结构可拓展和高增益的优点。

摘要： 本文在汽轮机调节系统各主要元件微分方程组的基础上,给出了分析汽轮机调节系统动态特性的状态空间方程,并说明了该方法的优越性.

摘要： 介绍了兆瓦级变速变桨距风力发电机组控制算法的实现过程,根据风机的非线性特征,提出了一种通过模型线性化和状态空间方程最小实现整定控制算法参数的方法.再利用MATLAB/Simulink强大的数值计算功能对主要控制环节进行设计及参数调整,并通过BLADED外部控制器模块对完整的控制算法进行了仿真研究.与常规控制算法相比,使用该方法设计的参数在控制过程中同时兼顾到风机的动态特性与稳定性,有效提高了风电机组的运行性能.

摘要： 本文从感应电能传输系统的状态空间方程的建立出发,采用非线性系统中常用的高增益观测器,通过测量原边线圈电感电流状态量,预测副边线圈电感电流状态量,为采用状态反馈的现代控制理论的应用做准备.采用了MatlabTM/Simulink仿真,验证了无论初值是否与实际相同的情况下,只要预测算法速度够快,都能在两个周期内跟踪上实际输出,且平均误差很小.

摘要： 本文基于状态空间方程进行了实时子结构试验的初步探索，提出了一种新的实时子结构试 验方法。通过simulilll(仿真发现，这种方法能很好地再现整体分析的结构反应。最后，对考虑土． 结构相互作用的振动台实时子结构试验进行了仿真分析。

摘要： 利用Kalman滤波方法可以对机械系统振动信号中的微弱突变信号进行有效的侦测。本文首先给出了基于AR模型的机械系统振动响应的状态空间方程描述方法，在此基础上，提出了利用Kalman滤波进行可能存在的微弱突变振动信号的侦测具体实施步骤。利用转子系统平稳运行时的振动实测数据进行了本文方法的验证。

摘要： 本文给出了一种用于单个复频率估计的陷波器传递函数,并将陷波器模型转换成状态空间模型,此模型具有很好的稳定性。在此基础上,建立了最小方差损失函数,并结合高斯牛顿预测误差方法,提出了稳定的,高性能的,在线的复频率直接估计算法。最后,对算法进行仿真,结果表明算法具有快速收敛和高精度特性。

摘要： 本文给出了一种用于单个复频率估计的陷波器传递函数,并将陷波器模型转换成状态空间模型,此模型具有很好的稳定性。在此基础上,建立了最小方差损失函数,并结合高斯牛顿预测误差方法,提出了稳定的,高性能的,在线的复频率直接估计算法。最后,对算法进行仿真,结果表明算法具有快速收敛和高精度特性。

摘要： 本文给出了一种用于单个复频率估计的陷波器传递函数,并将陷波器模型转换成状态空间模型,此模型具有很好的稳定性。在此基础上,建立了最小方差损失函数,并结合高斯牛顿预测误差方法,提出了稳定的,高性能的,在线的复频率直接估计算法。最后,对算法进行仿真,结果表明算法具有快速收敛和高精度特性。

摘要： 本文给出了一种用于单个复频率估计的陷波器传递函数,并将陷波器模型转换成状态空间模型,此模型具有很好的稳定性。在此基础上,建立了最小方差损失函数,并结合高斯牛顿预测误差方法,提出了稳定的,高性能的,在线的复频率直接估计算法。最后,对算法进行仿真,结果表明算法具有快速收敛和高精度特性。

摘要： 由于优越的力学性能,层合板结构在包括航空航天的许多工程领域中得到了应用。在高温环境,已观测到界面粘结材料会呈现粘生流动特性,使得结构即使在静力荷载作用下其响应也随时间变化,增加了问题的复杂性。针对具有粘性界面的斜交铺设简支层合矩形板的柱形弯曲问题,本文在空间域内基于状态空间方法建立了层合板上、下表面状态矢量之间的关系,进而利用边界条件导出了下表面未知状态变量和各粘性界面处相对滑移的关系。然后,利用递推关系和粘性界面本构方程建立了时间域内关于各粘性界面相对滑移的状态方程,并给出了相应的解。与文献中的结果进行了比较,取得了一致的结论。

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： 本发明提出一种电路状态空间方程计算方法、装置和系统，其中，方法包括：利用所述电路中包括的功率开关器件对应的三端行为模型，对所述电路的结构进行更新；确定更新后的电路对应的支路信息，其中电路中的每个元件对应一条支路；根据预设的规则，确定所述电路对应的参数结构矩阵S；根据所述参数结构矩阵S，计算所述电路对应的关联矩阵Q

摘要： 本发明公开了一种确定新能源电力系统状态空间方程的方法及系统，包括：根据电力系统拓扑对电力系统进行分割，确定主网子系统和至少一个新能源场站子系统，并建立所述主网子系统和新能源场站子系统间的接口变量；基于所述主网子系统和新能源场站子系统确定系统的状态变量和输入变量；分别确定主网子系统基本回路集和不同支路集对应的状态空间方程；基于基本回路集和不同支路集对应的状态空间方程以及系统的状态变量和输入变量，确定电力系统的状态空间方程，以基于所述电力系统的状态空间方程进行系统稳定性的分析。

摘要： 本发明公开了本发明提供了一种基于状态空间方程的元动作单元零件公差分配方法；分析了元动作单元的结构模型，将元动作单元装配公差传递解释为各零件的尺寸公差和形位公差在不同配合形式下的叠加过程；确定了元动作单元的各零件装配序列及各配合特征的相关零件几何特征，并根据公差模型用小位移旋量来表达各零件几何特征空间位姿，计算得到每步装配后的装配特征实际位姿的微小变换；根据装配公差微分矢量，得到装配后动力输出件的输出公差矢量，从而得到元动作单元装配过程的状态空间方程；通过迭代计算，拟合出满足需求的零件几何公差，实现元动作单元零件公差的分配。

摘要： 本发明提出一种电路状态空间方程计算方法、装置和系统，其中，方法包括：利用所述电路中包括的功率开关器件对应的三端行为模型，对所述电路的结构进行更新；确定更新后的电路对应的支路信息，其中电路中的每个元件对应一条支路；根据预设的规则，确定所述电路对应的参数结构矩阵S；根据所述参数结构矩阵S，计算所述电路对应的关联矩阵Q