基于T-S模糊模型的多变量非线性预测控制

针对多变量非线性系统预测控制的实时性问题,提出一种基于T-S模糊模型的预测控制快速算法.通过辨识建立非线性系统的T-S模糊模型,依据系统的运动特性和实际中控制输入增量的变化趋势选取特定基函数,将广义预测控制和预测函数控制相结合设计多变量预测控制律.该算法相比已有基于T-S模糊模型的多变量非线性广义预测控制算法大幅度减少了计算量,显著提高了控制的实时性.仿真结果验证了该算法的有效性.     

改进模型预测功率控制的有源电力滤波器∗

针对有源电力滤波器对电网谐波和无功补偿的问题,提出了一种改进后的直接功率模型预测控制方法.通过无谐波检测方法,直接提取网侧功率作为补偿对象,然后以功率误差最小为前提构建目标函数,对目标函数采用求偏导的方法得出最优电压矢量,再引入一个PI控制的误差校正环节,以实现对功率预测值的修正,最后在MATLAB下对控制方法进行仿真验证.     

考虑能源效率的综合能源系统多目标优化调度

为提高综合能源系统的能源利用效率,提出一种考虑能效的多目标优化模型与求解方法.首先,分析影响综合能源系统的能源流动环节效率的因素.然后,以运行成本最低为目标建立经济性目标函数,以能源利用效率最优为目标建立能效目标函数,采用加权系数法将多目标优化转化为单目标优化.最后,采用模型预测控制进行优化调度,设立仅考虑单一目标与考...     

基于新型双矢量模型预测的永磁同步电机控制

为了减少永磁同步电机模型预测电流控制转矩脉动,提高系统的稳定性,提出了一种新型的双矢量模型预测控制方法.将无差拍控制思想引入到目标参考电压的计算中,以电压矢量作为目标函数,通过目标函数选择出两个最优的电压矢量,再根据调制模型预测控制原理,计算出各电压矢量作用的时间.结果表明,与传统单矢量模型预测控制相比,有效地减小了电...     

带落角约束的超声速飞行器制导控制一体化设计

针对超声速飞行器末飞行段攻击地面移动目标问题,提出一种带落角约束的制导控制一体化设计方法。联立目标-飞行器三维相对运动方程和飞行器控制系统非线性模型,基于不确定项有界假设建立具有严格反馈形式的制导控制一体化设计模型,将制导控制一体化设计问题转化为高阶非线性时变系统输出调节问题。构建视线角速率动态面向量并利用高频率反馈鲁棒控制方法得到控制系统的虚拟控制量,进而利用块动态面控制方法得到带落角约束的一体化制导控制律。以动态面和滤波误差为基础构建李雅普诺夫函数并证明各动态面和滤波误差的一致有界性。仿真结果表明,该一体化方法能保证飞行器以期望落角精确命中地面移动目标,且飞行器全部状态变量均有界稳定。     

基于前馈补偿解耦的多变量汽温系统预测函数控制

针对过程通道可用一阶加纯滞后模型等价描述的多输入多输出系统，提出了基于前馈补偿解耦设计思想的多变量预测函数控制，首先将系统分解为多个多输入单输出系统，在各系统中分别将其它输入量暂视为一种可测干扰，并用预测函数控制原理设计控制器，通过求解多元一次方程组，实现了多变量系统的预测函数控制设计，采用该方法对国产200MW火电机组带汽一汽换热器的多变量强耦合再热汽温系统进行了控制系统设计和仿真研究，计算机仿真证实了其有效性，达到了动态近似解耦，静态完全解耦和无静差跟踪，各种对象和模型失配情况下的仿真结果显示了该算法较强的鲁棒性和抗干扰能力，因为该方法是基于简化的模型，所推导出的控制算法简单，运算量小，易于工程实现，具有很高的实际应用价值。     

基于多代理技术的分布式模型预测长期电压稳定紧急控制

将分布式模型预测控制方法应用于电力系统长期电压稳定紧急控制器设计,重点解决如何将大系统的在线滚动优化问题转化为若干个子系统的在线协同优化问题。在寻优过程中,利用各子系统优化目标函数的凸组合构造全局优化目标函数,通过迭代和网络通信共同求解该分布式优化问题,使系统达到纳什均衡点的收敛性得到提高。此外,根据分布式模型预测控制算法和多代理技术之间的共同性,利用Matlab和JADE在优化计算和面对代理编程方面的优势,提出并构建一种适用于分布式模型预测控制算法的多代理系统,在各子系统间实现了对滚动优化问题的并行求解。新英格兰10机39节点系统上的仿真计算验证了所提方法的有效性。     

积分对象模型预测控制研究

预测控制系统存在响应时间较大或者包含积分环节的非自衡对象系统时，为改善控制效果，需要加大预测时域，由于优化存在于预测时域中，数值求解过程可能随着预测时域过长陷入病态。为此，提出一种指数加权的渐进稳定优化策略。首先，对状态空间模型重构以嵌入积分作用简化反馈校正环节，同时引入Laguerre函数进一步提升MPC执行效率；然后，在预测控制设计中使用指数加权将模型特征值规定在单位圆内，保证模型的稳定；最后，通过修改权重矩阵实现长预测时域优化控制的闭环渐近稳定性。对包含积分对象的单变量及多变量系统进行仿真验证，仿真结果表明：提出的MPC算法可有效避免数值解病态，同时提升系统的动态及稳态性能。     

单元机组负荷系统预测函数控制

将基于FIR模型的预测函数控制算法推广到各通道开环渐进稳定多变量系统,为简单起见,针对2输入2输出系统,给出了采用单基函数(阶跃函数)的控制律解析解.考虑控制变量的幅值和速度约束,并将二者统一为速度约束,在线计算简单.将该算法应用到单元机组负荷控制系统中,仿真结果表明,系统具有良好的控制性能和很强的鲁棒性,尤其是,机组特性的变化几乎没有削弱系统的负荷跟踪性能.     

计及分布式发电的配电网多目标电压优化控制

对分布式发电接入后的配电网电压控制问题进行研究,利用变压器分接头、并联补偿电容器等电压/无功控制手段,以提高全网电压质量、降低网络损耗和抑制电压波动为目标,并计及分布式发电启停的影响,建立了多目标电压优化模型.构造模糊评价函数,将各目标函数值转换为对优化结果的满意度,以便于目标间的比较;利用判断矩阵法,根据各目标间的相对重要性确定权重系数,采用主动禁忌搜索算法求解.仿真结果表明,该方法能兼顾各目标并有效提高全网的电压质量.     

节能减排目标下燃煤机组电量分配模糊优化模型

电力工业是节能减排的重点行业,"以大代小"成为电力行业节能减排和结构调整的重要手段。以煤耗量和二氧化碳排放量最小为目标,建立节能减排下燃煤火电机组电量分配优化模型,并通过定义目标隶属度函数将目标模糊化,采用满意度指标将双目标问题转化为单目标问题进行求解。算例分析表明:建立的优化模型能够在满足煤耗和排放量最小的目标下合理分配机组发电量;相比计划电量分配模式,节能减排模式下100 MW及以下煤耗高、污染重的小机组被分配电量减少、煤耗低、污染小的大机组被分配电量增多。通过与单目标模型比较,该双目标优化模型可以更好地兼顾到煤耗和排放目标的统一,为电力节能减排政策制定提供更准确的定量分析依据。     

兼顾能耗与排放的发电侧节能减排调度新模式

提出了一种以能耗与污染物排放最少为目标的发电侧节能减排新模式.该模式由容量合同交易、可变成本报价以及能耗和污染物排放量排序3部分组成.通过容量合同交易可实现机组的高低能耗置换,从而解决机组固定成本差异问题;可变成本报价表征能耗大小,通过可变成本排序和污染物排放量排序确定机组上网电量,以达到节能减排的社会目标.最后给出了相应的数学模型和求解方法.对某系统的计算结果表明所提出的模式切实可行.     

中央空调系统冷水机组优化控制策略研究

空调负荷已经成为我国夏季用电的主要负荷之一,而冷水机组是中央空调系统中消耗功率最大的部分。对于多台机组联合运行的系统,每台冷水机组常在部分负荷下运行。基于用户侧需求响应情况,采用多项式回归的方法建立了COP-PLR 4次多项式回归模型。以使冷水机组运行能耗最小建立目标函数,研究了改进混合遗传算法优化冷水机组PLR的控制策略,通过优化各台冷水机组的PLR以提高机组系统的整体COP。与原有控制方法对比,该典型日能耗减少了702 kW,节能率为8.48%,验证了该优化方法的可行性。     

Extraction of the first bolus passage in dynamic susceptibility contrast perfusion measurements

Object  The processing of dynamic susceptibility contrast perfusion measurements requires an extraction of the first bolus passage of the injected contrast agent. State-of-the-art methods employ the fit of a gamma variate function to the measured data. The use of a gamma variate function is motivated by its shape similarity to the expected relaxation rate time-course during the first bolus passage. However, the quality of this result is strongly influenced by the amount of overlap of the first and second bolus passage. In this work we present an alternative, data-driven method for the extraction of the first bolus passage from a measured relaxation time-course. Materials and methods  By using prior knowledge of the injection function, the measured time-courses can be transformed to time-courses that would occur at a shorter injection duration where the two bolus passages have less overlap. This time-course is found by Tikhonov regularized deconvolution of the measured time-courses with an injection function that bases on the measurement protocol. A minimum search yields the cut-off point at which the first bolus can be extrapolated to zero. The gamma variate fit is performed using Powells algorithm. The proposed approach is compared to the gamma variate fit approach using simulations and an exemplary dataset from one healthy volunteer. Results  The new method performs comparably stable as the gamma variate function fit approach in simulations. Both methods are superior to a simple exponential extrapolation approach. Applied to volunteer data, the new method performs much faster than the gamma variate fit approach. The results obtained from both methods correspond well. Conclusion  The new method offers a conceptual understanding of the first bolus passage and yields similar results to the gamma variate function fit approach but performs much faster.     

基于遗传算法和数据包络分析法的水火电力系统发电多目标经济调度

为充分提高水电站发电效益及达到节能降耗目的,建立了以梯级水电站发电量最大和火电机组煤耗量最小的水火电力系统短期发电多目标经济调度模型,并利用遗传算法与数据包络分析(data envelopment analysis,DEA)法求解该模型,并通过惩罚因子法将各约束条件融合到目标函数中,通过设置不同权重系数获得10种调度方案。比较不同调度方案的目标值和DEA评估值,并依据决策者喜好选取最优决策方案。算例结果验证了该方法的有效性。     

Power consumption analyzes with mathematical models into the overall electrical network

This paper performs analyzes using mathematical model of Fractional Brownian Distribution, M/G/∞ Model Described by Pareto Distribution, ‘Heavy Tail’ Distribution, and Gamma Distribution with Intergroup Characteristic.For performed analyses into this research are used measurements for power consumption into overall electrical network in Macedonia in time period of 16 years.The results enclosed with mathematical analytical model are compared with results from real measurements.The calculated discrepancies confirms that enclosed analytical model with Intergroup Characteristic is optimal estimation model for modeling of the power consumption of electrical network.The real-time analyses for consumption of electrical energy into the overall network or for the part of electrical network are very important for everyday real operations into the electrical networks in order to achieve the services into the electrical network with best performance and the smaller cost as it is possible.In this research are prepared and predictions for power consumption quantities into the network, so the evaluated model is used as the best practice model for direct planning of the power consumption values into the electrical network (indirectly can be planned costs and operations into the electrical network related with the values of power consumption).     

电机设计模糊综合评价系统的研究与实现

基于模糊评判法建立了电机设计综合评价系统。通过建立模糊评判模型,对设计方案评判的指标体系及隶属度函数进行详尽分析,完成了电机设计方案的综合评价。在此基础上,从设计过程优化的角度出发,建立了面向电机设计全过程的综合评价系统,能够对电机设计的不同层次、不同阶段及时进行设计状态的评价,提高了电机CAD系统的智能化水平。     

发电厂多时段最优经济调度系统研究

为了根据负荷预测结果确定发电厂各机组的启停及出力计划,在解决了模型建立、优化算法确定等关键技术的基础上,建立了多时段最优经济调度系统。该系统综合考虑了发电运行成本和污染物排放费用,目标函数为总成本最低,其主要功能包括实时与历史功率曲线、基本信息查询和修改、计划负荷导入、经济调度执行、调度结果展示、报表生成、个人设置及系统管理等功能。系统的建立为发电厂的节能减排发挥了积极作用。     

大规模新能源并网下火电机组深度调峰优化调度

当前,火电机组亟须进行深度调峰改造来提高电网大规模新能源消纳能力。文中对大规模新能源并网下火电机组深度调峰优化调度进行研究。首先,分析火电机组深度调峰成本,建立火电机组深度调峰的能耗成本、运行补偿收益以及备用容量成本的数学模型;然后,以综合运行成本最低为目标函数,建立考虑火电机组运行约束的深度调峰调度模型,并使用分支定界法求解调度模型;最后,以8台火电机组、1个风电场和1个光伏电站构成测试系统,分别从调峰深度、新能源消纳量、火电企业收益等方面对大规模新能源并网下火电机组深度调峰优化调度进行分析。算例结果表明：在文中所建优化调度模型中,火电机组深度调峰能显著提高新能源消纳量,但火电机组单位发电成本提高,火电机组效益明显下降。在当前深度调峰补偿标准下,火电机组深度调峰效益低于基本调峰。     

售电事务空间综合灵敏度分析

提出一种应用主成分和函数变换来分析多影响因素条件下售电市场灵敏度的新方法。首先建立了多维的售电事务空间模型来对售电市场进行恰当的描述,然后提出了基于该模型的灵敏度分析方法,这种方法应用主成分分析来重构空间,从而消除了各影响因素之间的耦合关系。并在此基础上运用基于函数变换的多元回归分析得到最终的售电量分布函数,进而通过该函数的偏导数进行各种灵敏度分析。最后通过某地区电力市场实际数据验证了这种方法的有效性和实用性。