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基于平衡流形模型的航空发动机线性建模方法 被引量:4
1
作者 赵辉 牛军 +1 位作者 姜云峰 于达仁 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第3期377-382,共6页
研究了利用平衡流形模型建立航空发动机线性模型的方法。详细讨论了平衡流形模型的构造过程,给出从对象的平衡流形模型获取线性模型的理论依据。比较了线性化模型和平衡流形模型的有效范围,分析了两步法建立平衡流形模型允许采用更大的... 研究了利用平衡流形模型建立航空发动机线性模型的方法。详细讨论了平衡流形模型的构造过程,给出从对象的平衡流形模型获取线性模型的理论依据。比较了线性化模型和平衡流形模型的有效范围,分析了两步法建立平衡流形模型允许采用更大的扰动量的原因。通过仿真验证了利用较大的扰动信号辨识平衡流形模型,进而获取线性模型的有效性。 展开更多
关键词 航空发动机 非线性系统 线性模型 平衡流形 建模
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非线性系统平衡流形展开模型 被引量:13
2
作者 于达仁 隋岩峰 《系统仿真学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第9期2415-2418,共4页
给出了能够实时计算的平衡流形展开模型,分析了平衡流形展开模型由调度变量引入的“隐含耦合”给模型带来的影响,指出了分段线性化模型改变了系统平衡点动态特性的本质。分析了平衡流形展开模型的误差,给出了调度变量的确定方法。
关键词 非线性系统 平衡流形 分段线性化 隐含耦合
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基于平衡流形展开模型的涡扇发动机传感器容错控制 被引量:3
3
作者 李述清 张胜修 刘毅男 《弹箭与制导学报》 CSCD 北大核心 2011年第2期136-138,共3页
基于某型涡扇发动机平衡流形展开模型设计了一种传感器容错控制方案。首先,利用非线性系统平衡流形建模理论建立某型涡扇发动机性能仿真模型。然后,利用该模型在线估计传感器输出,并根据解析冗余方法,重构故障传感器的输出。最后,针对... 基于某型涡扇发动机平衡流形展开模型设计了一种传感器容错控制方案。首先,利用非线性系统平衡流形建模理论建立某型涡扇发动机性能仿真模型。然后,利用该模型在线估计传感器输出,并根据解析冗余方法,重构故障传感器的输出。最后,针对传感器常见典型故障进行了故障容错控制过程仿真。仿真结果表明,所研究的方法能及时、有效的检测到故障传感器,并实现容错控制,表明该方案的可行性。 展开更多
关键词 涡扇发动机 容错控制 传感器故障诊断 平衡流形
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基于平衡流形的航空发动机LPV建模方法 被引量:2
4
作者 李述清 张胜修 胡卫红 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第1期21-25,共5页
针对航空发动机线性变参数模型,基于平衡流形原理,研究了一种改进LPV建模方法。首先,根据平衡流形原理,构造涡扇发动机平衡流形参数化形式。其次,根据某型涡扇发动机非线性模型,建立基于局部线性模型的涡扇发动机准LPV模型。然后,建立... 针对航空发动机线性变参数模型,基于平衡流形原理,研究了一种改进LPV建模方法。首先,根据平衡流形原理,构造涡扇发动机平衡流形参数化形式。其次,根据某型涡扇发动机非线性模型,建立基于局部线性模型的涡扇发动机准LPV模型。然后,建立基于平衡流形的航空发动机改进准LPV模型,即:利用平衡流形参数化形式,根据调度变量实时估算发动机平衡态,以更新发动机准LPV模型的参考平衡态。最后,通过对发动机从慢车状态到最大状态的阶梯加速过程进行仿真,表明改进LVP模型的稳态和动态响应特性与发动机非线性模型保持很好地一致。 展开更多
关键词 航空发动机 平衡流形 线性变参数模型 调度变量
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基于样条函数的涡轮发动机平衡流形模型展开辨识方法
5
作者 隋岩峰 杨晓亚 《航空发动机》 2009年第5期8-10,3,共4页
多项式表示的涡轮发动机平衡流形往往存在偏差,会使辨识的动态参数不太准确。应用样条函数来表示平衡流形展开模型的相应参数,解决了区域内的动、静态参数关系和区域间参数的连续条件构造的辨识问题;以涡喷发动机辨识算例证明了该方法... 多项式表示的涡轮发动机平衡流形往往存在偏差,会使辨识的动态参数不太准确。应用样条函数来表示平衡流形展开模型的相应参数,解决了区域内的动、静态参数关系和区域间参数的连续条件构造的辨识问题;以涡喷发动机辨识算例证明了该方法的有效性。 展开更多
关键词 平衡流形 辨识 涡轮发动机 样条函数 展开模型
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基于多入多出平衡流形展开模型的涡扇发动机反馈线性化滑模控制 被引量:6
6
作者 吕铖坤 常军涛 于达仁 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第8期1681-1689,共9页
针对涡扇发动机内部状态大范围变化条件下的单点线性控制器控制效果不佳而线性变参数控制器求解困难的问题,提出了一种基于多入多出平衡流形展开模型的涡扇发动机反馈线性化滑模变结构控制。采用多入多出平衡流形展开模型辨识技术,获得... 针对涡扇发动机内部状态大范围变化条件下的单点线性控制器控制效果不佳而线性变参数控制器求解困难的问题,提出了一种基于多入多出平衡流形展开模型的涡扇发动机反馈线性化滑模变结构控制。采用多入多出平衡流形展开模型辨识技术,获得仿射型的涡扇发动机数学模型。利用反馈线性化将平衡流形展开模型解耦,经过坐标变换获得可用于控制系统设计的线性结果,考虑了具有误差项和饱和函数的指数趋近滑模控制律来提高控制系统的鲁棒性,完成了基于平衡流形展开模型的多变量涡扇发动机反馈线性化滑模控制器设计。在非线性部件级模型上开展了控制器验证。在平衡流形展开模型设计工况,增益控制和滑模控制的控制效果表明,基于平衡流形展开模型的反馈线性化方法能够获得涡扇发动机良好的控制效果。同时,在平衡流形展开模型稳定但精度无法保证的非设计飞行工况,反馈线性化滑模控制器能够进一步抑制不确定性的影响,保证转子转速和发动机压比的跟踪控制效果。 展开更多
关键词 平衡流形展开模型 多入多出 涡扇发动机 反馈线性化 滑模控制
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基于平衡流形展开模型的航空发动机健康参数估计 被引量:1
7
作者 刘硕硕 戚万领 +1 位作者 王志涛 高楚铭 《航空发动机》 北大核心 2022年第4期28-33,共6页
为提高航空发动机健康参数实时估计的精度,结合非线性卡尔曼滤波器从底层模型方面进行改进。以航空发动机部件级模型为基础,提取运行数据,采用线性拟合法求解系数矩阵,建立传统状态空间模型;采用BP神经网络拟合调度参数,建立设计点处包... 为提高航空发动机健康参数实时估计的精度,结合非线性卡尔曼滤波器从底层模型方面进行改进。以航空发动机部件级模型为基础,提取运行数据,采用线性拟合法求解系数矩阵,建立传统状态空间模型;采用BP神经网络拟合调度参数,建立设计点处包含健康因子的平衡流形展开(EME)模型。基于EME模型分别采用扩展卡尔曼滤波器和无迹卡尔曼滤波器进行多种参数退化模式下的数值仿真估计。仿真结果表明:得益于EME模型对非线性系统的良好近似性,各参数退化模式下的估计结果准确,稳态误差不超过3%;与采用部件级模型作为底层模型的方案相比,该方案的估计速度提升了1个量级。验证了基于航空发动机EME模型结合非线性卡尔曼滤波器进行健康参数估计方法的实际可行性。 展开更多
关键词 健康参数估计 航空发动机 平衡流形展开模型 非线性卡尔曼滤波
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基于动态系数的涡轴发动机平衡流形模型建模方法 被引量:1
8
作者 王欢 孙牧桥 +1 位作者 杨刚 张建伟 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第12期2860-2867,共8页
为明确涡轴发动机动态系数模型建模机理,以线性模型为基础,通过分析状态变量对不同参数的影响,建立简化的传递函数模型。将传递函数转换成状态空间形式,推导出动态系数法模型的平衡流形展开形式,确定了建模要素。进行离散化分析,结合平... 为明确涡轴发动机动态系数模型建模机理,以线性模型为基础,通过分析状态变量对不同参数的影响,建立简化的传递函数模型。将传递函数转换成状态空间形式,推导出动态系数法模型的平衡流形展开形式,确定了建模要素。进行离散化分析,结合平衡流形原理,获取了分别基于加减速试验和阶跃辨识试验求取动态系数的方法,根据试验数据计算出动态系数,并分析了两种方法计算结果的一致性。最后对模型精度进行验证,结果表明所采用的动态系数计算及建模方法是正确的,模型稳态误差<1%,动态误差<4%,能够满足工程需要。 展开更多
关键词 涡轴发动机 线性模型 动态系数 平衡流形 建模方法
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电力系统平衡解流形的追踪与电压失稳分叉点的搜索 被引量:10
9
作者 彭志炜 胡国根 韩祯祥 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 1998年第3期173-177,共5页
本文应用分叉、拓朴理论及诱导向量场概念,形成了一种能灵活控制步长、一次连续完成大范围追踪平衡解流形、搜索及判别平衡解流形、搜索及判别平衡解流形上分叉点及类型、确定新分支方向的新算法。本文还运用所得算法分析了电力系统中... 本文应用分叉、拓朴理论及诱导向量场概念,形成了一种能灵活控制步长、一次连续完成大范围追踪平衡解流形、搜索及判别平衡解流形、搜索及判别平衡解流形上分叉点及类型、确定新分支方向的新算法。本文还运用所得算法分析了电力系统中典型负荷静特性对电压稳定性的影响。该算法亦可完成一般电力系统PV曲线的连续追踪和临界参数的搜索。 展开更多
关键词 平衡流形 电压 稳定性 PV曲线 电力系统
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电力电子化电力系统电压功角动态稳定性建模分析方法
10
作者 徐文林 肖湘晨 +3 位作者 张璨辉 徐慧婷 卜龙敏 肖英 《电源学报》 北大核心 2025年第1期173-180,共8页
为了避免电力电子化电力系统在运行中因动、静态负荷引起的动态问题,影响系统稳定性,提出1种电压功角动态稳定性建模分析方法。首先使用延拓法追踪电力系统平衡解流形,采用小扰动分析法计算电压功角状态矩阵,对电压功角动态稳定性进行判... 为了避免电力电子化电力系统在运行中因动、静态负荷引起的动态问题,影响系统稳定性,提出1种电压功角动态稳定性建模分析方法。首先使用延拓法追踪电力系统平衡解流形,采用小扰动分析法计算电压功角状态矩阵,对电压功角动态稳定性进行判断;然后采用电力系统稳定模式判别方法,对失稳状态中电压功角状态变量关联情况进行分析,判定系统失稳类别,实现电压功角动态稳定性模型的构建与分析。实验结果表明:负荷模型直接关系着电子化环境下电力系统动态失稳类型,静态负荷模型易造成功角失稳,动态负荷模型易造成电压失稳,时域仿真结果与状态变量参与因子判别结果相吻合;通过功角失稳与电压失稳的测试对发电机角度与节点电压情况进行分析,证明了所提方法在电压功角动态稳定性分析中具有较好的效果,对电力系统工程领域的研究具有一定的参考价值。 展开更多
关键词 延拓法 电压功角 动态稳定性 平衡流形 小扰动分析法 失稳类别判定 稳定性建模
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变质量非线性非完整系统相对于非惯性系的平衡状态的稳定性
11
作者 罗绍凯 《数学物理学报(A辑)》 CSCD 北大核心 1996年第S1期94-98,共5页
首先,将变质量非线性非完整系统相对于非惯性系的运动问题当作一个有条件的完整系统问题来处理.其次,当系统存在平衡状态时,用一次近似方程来研究其相应完整系统平衡态的稳定性问题,如果一次近似方程是常系数的,其特征方程不可避... 首先,将变质量非线性非完整系统相对于非惯性系的运动问题当作一个有条件的完整系统问题来处理.其次,当系统存在平衡状态时,用一次近似方程来研究其相应完整系统平衡态的稳定性问题,如果一次近似方程是常系数的,其特征方程不可避免地会出现零根,零根的数目等于非完整约束方程的数目与完整系统平衡状态流形的维数之和,将这些零根简单地去掉,就可根据其它根是否有负实部来判断稳定性.最后,举例说明此方法的应用. 展开更多
关键词 非完整约束 变质量 非惯性系 平衡流形 稳定性
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移动机器人数学模型近似线性化及反馈镇定 被引量:7
12
作者 姜勇 董再励 孙茂相 《控制工程》 CSCD 2005年第1期90-93,共4页
研究了非线性控制理论中的近似线性化方法在移动机器人控制上的应用问题。针对机器人控制领域中多输入多输出(MIMO)仿射非线性系统,研究了一种基于平衡流形的近似线性化算法,并用此算法解决了一类完整约束正交轮式全方位移动机器人(WMR... 研究了非线性控制理论中的近似线性化方法在移动机器人控制上的应用问题。针对机器人控制领域中多输入多输出(MIMO)仿射非线性系统,研究了一种基于平衡流形的近似线性化算法,并用此算法解决了一类完整约束正交轮式全方位移动机器人(WMR)的镇定问题。仿真分析表明,此方法不仅能够实现系统的镇定,而且降低了因平衡工作点变动给系统稳定性带来的影响,同时也大大地简化了对非线性系统的综合设计过程,具有良好的控制效果和实用性。 展开更多
关键词 近似线性化 平衡流形 状态反馈镇定 机器人
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单相APF的切换系统建模与H_∞控制 被引量:3
13
作者 汤洪海 李春文 郑雪生 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第11期128-131,共4页
为研究单相有源电力滤波器(APF)的高性能控制器设计问题,基于脉宽调制技术提出了一种考虑开关切换混杂特性和外界干扰的单相APF等效离散切换非线性鲁棒控制系统,并在平衡流形邻域近似线性化得到了线性等效离散切换鲁棒控制系统模型,最... 为研究单相有源电力滤波器(APF)的高性能控制器设计问题,基于脉宽调制技术提出了一种考虑开关切换混杂特性和外界干扰的单相APF等效离散切换非线性鲁棒控制系统,并在平衡流形邻域近似线性化得到了线性等效离散切换鲁棒控制系统模型,最后为该模型设计了能实时跟踪补偿指令电流并满足一定干扰抑制指标的H∞鲁棒控制器。该控制器避免了以往周期平均模型中的等效占空比环节,物理意义清晰,设计思路合理,易于在工程中实现。仿真结果验证了上述系统模型和控制器设计方法的正确性和有效性。 展开更多
关键词 电力系统谐波 有源电力滤波器 平衡流形 切换线性系统 脉冲宽度调制 H∞鲁棒控制
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移动机器人数学模型的近似线性化
14
作者 姜勇 孙茂相 董再励 《沈阳工业大学学报》 EI CAS 2005年第2期200-204,共5页
针对机器人控制领域中一类多输入多输出(MIMO)仿射非线性系统,提出了一种基于平衡流形的近似线性化状态反馈镇定算法,并用此算法解决了一类完整约束轮式移动机器人(WMR)的镇定问题.仿真分析表明,此方法不仅能够实现系统的镇定,而且降低... 针对机器人控制领域中一类多输入多输出(MIMO)仿射非线性系统,提出了一种基于平衡流形的近似线性化状态反馈镇定算法,并用此算法解决了一类完整约束轮式移动机器人(WMR)的镇定问题.仿真分析表明,此方法不仅能够实现系统的镇定,而且降低了因平衡工作点变动给系统稳定性带来的影响,同时也大大地简化了对非线性系统的综合设计过程,具有良好的控制效果和实用性. 展开更多
关键词 近似线性化 平衡流形 状态反馈镇定 李括号 完整约束 移动机器人
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基于动力学系统的最优潮流问题可行域刻画 被引量:2
15
作者 江出阳 江晓东 《电力系统及其自动化学报》 CSCD 北大核心 2017年第10期12-17,共6页
可行域问题是最优潮流问题中的一个基础和重要问题。由于非线性约束的存在,最优潮流问题的可行域通常很复杂。针对如上情况,本文提出了一种非双曲的动力学系统,并用其稳定平衡流形对最优潮流问题的可行域进行了完整刻画。同时,本文通过... 可行域问题是最优潮流问题中的一个基础和重要问题。由于非线性约束的存在,最优潮流问题的可行域通常很复杂。针对如上情况,本文提出了一种非双曲的动力学系统,并用其稳定平衡流形对最优潮流问题的可行域进行了完整刻画。同时,本文通过理论和数值分析验证了所提方法的有效性。最后,应用动力学系统的稳定平衡流形对最优潮流问题的可行域进行可视化,并进一步研究最优潮流问题的可行域在不同约束参数下的变化情况。 展开更多
关键词 最优潮流 可行域 动力学系统 稳定平衡流形
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基于动力学系统的两阶段低频振荡模态识别算法 被引量:1
16
作者 王志远 常晓青 +1 位作者 龙呈 江晓东 《电力系统及其自动化学报》 CSCD 北大核心 2020年第6期108-114,共7页
低频振荡已经成为目前电力系统运行所面临的严重问题,在大量测噪声条件下,如何通过WAMS(wide ar?ea measurement system)量测值进行精准有效的振荡模态识别至关重要.本文提出了一种新的模态识别方法,通过构造商梯度系统,并追踪与最优参... 低频振荡已经成为目前电力系统运行所面临的严重问题,在大量测噪声条件下,如何通过WAMS(wide ar?ea measurement system)量测值进行精准有效的振荡模态识别至关重要.本文提出了一种新的模态识别方法,通过构造商梯度系统,并追踪与最优参数估计值对应的退化稳定平衡流形进行求解.根据实际系统运行提出了两阶段算法:第一阶段通过改进随机子空间方法获得初始参数辨识值,若不满足残差精度要求,则第二阶段以其为初值通过基于商梯度系统的方法求解.通过在高比例噪声条件下与Prony算法对比,并对IEEE 39节点系统仿真数据分析,表明该算法在抗噪性能、辨识精度和适用性上具有优良特性. 展开更多
关键词 低频震荡 模态识别 动力学系统 平衡流形
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静止无功补偿器对电压稳定影响的局部分叉分析 被引量:4
17
作者 李珊 康积涛 +1 位作者 刘伟 崔军飞 《电网技术》 EI CSCD 北大核心 2011年第8期181-185,共5页
静止无功补偿器(static var compensator,SVC)自身动态特性对电压稳定有着重大的影响。提出了一种电压稳定动态分析方法,解决了分割法存在的交接误差问题,并具有满意的计算精度和速度。利用该方法,在不同的失稳模式下,分析了SVC间常数... 静止无功补偿器(static var compensator,SVC)自身动态特性对电压稳定有着重大的影响。提出了一种电压稳定动态分析方法,解决了分割法存在的交接误差问题,并具有满意的计算精度和速度。利用该方法,在不同的失稳模式下,分析了SVC间常数对电压稳定的影响。通过分析发现,当系统单调失稳时,时间常数越大,失稳速度越快;当系统振荡失稳时,时间常数越大,振荡幅度越大。利用双参数延拓法,求取了分叉边界曲线,结果表明,SVC放大倍数越大,分叉边界值也越大。 展开更多
关键词 静止无功补偿器 局部分叉 延拓法 电压稳定 平衡流形 时域仿真
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电力系统电压失稳过程的几何描述 被引量:1
18
作者 彭志炜 张靖 《电力科学与技术学报》 CAS 2014年第1期8-12,共5页
基于分岔理论,从系统全局结构稳定性层面,将相空间中平衡解流形上的运行点分解为吸引点和非吸引点;在小范围内,吸引点吸引所有相轨迹,非吸引点不能保证吸引所有相轨迹。将分岔理论应用于电力系统电压失稳乃至崩溃过程分析,证实电力系统... 基于分岔理论,从系统全局结构稳定性层面,将相空间中平衡解流形上的运行点分解为吸引点和非吸引点;在小范围内,吸引点吸引所有相轨迹,非吸引点不能保证吸引所有相轨迹。将分岔理论应用于电力系统电压失稳乃至崩溃过程分析,证实电力系统电压失稳实质上是吸引域中运行点的相轨迹受扰后逃逸到非吸引域后呈现出的现象,并给出电力系统电压失稳过程的几何描述。 展开更多
关键词 分岔 平衡流形 电压失稳 几何描述
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基于曲率半径及两分搜索法的改进延拓法
19
作者 吕智林 杨再学 王先齐 《电力自动化设备》 EI CSCD 北大核心 2018年第3期124-132,共9页
传统延拓法追踪电力系统平衡解流形存在局部失真严重和搜索分岔点计算量大、精度低的问题。针对这些问题,提出一种基于曲率半径及两分搜索法的改进延拓法。基于曲率半径的改进不仅在弯曲程度高的区域使平衡解流形的失真程度较小,而且在... 传统延拓法追踪电力系统平衡解流形存在局部失真严重和搜索分岔点计算量大、精度低的问题。针对这些问题,提出一种基于曲率半径及两分搜索法的改进延拓法。基于曲率半径的改进不仅在弯曲程度高的区域使平衡解流形的失真程度较小,而且在平坦区域具有较高的追踪速度;基于两分搜索法的改进简化了分岔点的搜索步骤、减小了计算量、提高了精度。以典型三节点电力系统为例进行数值仿真实验,先应用自动改变同伦的算法从任意点获取平衡解流形起始点,再从不同的起始点追踪到多条纯数学理论下的平衡解流形,接着使用两分搜索法搜索平衡解流形上的分岔点,最后将所得结果与Matcont软件包、传统延拓法求解结果的对比分析,验证了所提方法的正确性和有效性。 展开更多
关键词 延拓法 平衡流形 分岔点 曲率半径 两分搜索法 电力系统
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基于分岔理论的负荷模型对交直流混联系统电压稳定性的影响 被引量:7
20
作者 李文俏 王振树 李中强 《电力自动化设备》 EI CSCD 北大核心 2020年第11期144-149,共6页
为研究区域负荷模型对交直流混联系统电压稳定性的影响,以3机9节点交直流混联电力系统为例,建立考虑系统各元件动态特性的数学模型,采用分岔理论与局部参数化的延拓法相结合的方法对系统的平衡解流形进行追踪,并对影响系统稳定的鞍结分... 为研究区域负荷模型对交直流混联系统电压稳定性的影响,以3机9节点交直流混联电力系统为例,建立考虑系统各元件动态特性的数学模型,采用分岔理论与局部参数化的延拓法相结合的方法对系统的平衡解流形进行追踪,并对影响系统稳定的鞍结分岔点、霍普夫分岔点进行搜索和检测。在此基础上,针对不同负荷增长方式对电压稳定性的影响进行研究,重点分析比较国家电网各区域电网调度部门、规划部门所采用的负荷模型对电压稳定影响的异同。研究表明:以全网负荷同比增长方式增加负荷时系统静、动态负荷裕度最小,最不利于系统的稳定性;随着负荷模型中异步感应电动机比例的不断增加,分岔边界曲线前移,各类型分岔点出现时间缩短,系统的电压稳定裕度减小,电压稳定性将受到更大的威胁。 展开更多
关键词 分岔理论 电压稳定性 交直流混联系统 负荷模型 平衡流形
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