检索结果-内蒙古大学图书馆

应用基础与工程科学学报 2016年第1期24卷 185-196页

作者：钱龙霞王红瑞张韧洪梅解放理工大学气象海洋学院江苏南京211101 北京师范大学水科学研究院水沙科学教育部重点实验室北京100875

针对传统脆弱性评价方法无法同时体现脆弱性的内涵及脆弱性与各影响要素间的相互作用机制,本文建立了基于投影寻踪的脆弱性s型函数模型体系.首先建立水资源脆弱性评价指标体系;其次是建立投影寻踪模型进行指标的降维处理;再次是建立水... 详细信息

针对传统脆弱性评价方法无法同时体现脆弱性的内涵及脆弱性与各影响要素间的相互作用机制,本文建立了基于投影寻踪的脆弱性s型函数模型体系.首先建立水资源脆弱性评价指标体系;其次是建立投影寻踪模型进行指标的降维处理;再次是建立水资源脆弱性s型函数模型;最后利用快速样本聚类对水资源脆弱性进行分类.针对泉州市2000~2012年的水资源脆弱性的实例研究,表明了模型的适用性.地下水超采比例、水资源开发利用率及人均水资源量是影响泉州市水资源脆弱性的敏感因子.2020年,在50%、75%及95%保证率下,泉州市水资源分别处于轻度脆弱、中等脆弱和极度脆弱水平;在空间分布上,鲤城区和石狮市的水资源处于极度脆弱水平,丰泽区、晋江市与惠安县的水资源处于强脆弱水平,泉港区的水资源处于中度脆弱水平,洛江区和南安市的水资源处于轻度脆弱水平,其它区县的水资源不脆弱.

关键词：投影寻踪 s型函数模型快速样本聚类水资源脆弱性泉州

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LCC-s型无线电能传输系统的s型函数模型及动力学分析

LCC-S型无线电能传输系统的S型函数模型及动力学分析

引用

作者：周佳广西大学

学位级别：硕士

无线电能传输(WPT)系统是一种高阶非线性的非光滑系统,蕴含丰富的动力学行为,在工程中会引发各种类型的分岔或是混沌等非线性现象,导致系统输出抖振或失稳。为了探讨LCC-s型WPT系统中的各种非线性现象及其原因,为设计WPT系统提供指导,... 详细信息

无线电能传输(WPT)系统是一种高阶非线性的非光滑系统,蕴含丰富的动力学行为,在工程中会引发各种类型的分岔或是混沌等非线性现象,导致系统输出抖振或失稳。为了探讨LCC-s型WPT系统中的各种非线性现象及其原因,为设计WPT系统提供指导,本文研究LCC-s型WPT系统的动力学行为,分析由系统的参数改变而引起的分岔或混沌现象。主要研究内容如下: (1)针对WPT系统现有平均模型的精确度不够高和离散模型推导繁琐、不便进行理论分析的问题,本文提出采用s型函数法对LCC-s型WPT系统建立瞬态模型,将分段多模态非线性系统统一表示为一个光滑连续时间系统,分别建立了移相控制和频率控制的LCC-s型WPT闭环控制系统的s型函数大信号模型。由于所建立的模型是光滑连续的,从而可以将光滑系统非线性理论应用于WPT系统动力学分析中。 (2)基于s型函数模型分析了移相控制LCC-s型WPT系统的稳定性和动力学行为,利用Floquet特征乘子判定了控制器参数和耦合参数发生变化时系统的稳定性,得出了控制器比例和积分系数以及传输互感参数的三维稳定域。研究结果表明了系统在一定的条件下发生Neimark sacker分岔,产生准周期振荡行为。 (3)基于频率控制LCC-s型WPT系统的s型函数模型研究了其控制器参数变化时的动力学行为,通过分岔图观察到随比例系数和积分时间常数的增大,系统发生分岔而出现准周期振荡和点-混沌簇发行为,通过分析分岔过程中出现多个周期窗的原因,确定了该系统在频率控制下具有多周期解。此外本文验证了LCC-s型WPT系统具有忆阻特性,并通过改变初始条件观察系统行为,由此发现了该系统具有多稳定性,能够同时存在多个稳定极限环吸引子或者存在极限环、环面和点-混沌簇发吸引子。本文搭建了LCC-s型WPT系统两种控制方法的实验原型,观察到了仿真中因参数变化而引起的非线性动力学行为,验证了本文分析结果的正确性。

关键词：无线电能传输系统 s型函数模型动力学分岔忆阻特性多稳定性

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三相逆变器系统的s型函数模型及其动力学分析

三相逆变器系统的S型函数模型及其动力学分析

引用

作者：莫云雨广西大学

学位级别：硕士

三相逆变器是一种应用广泛的电力电子装置,其结构当中存在着多个非线性的开关器件,在运行过程中涉及到多个开关模态之间的切换,导致系统中蕴含着丰富的动力学行为。在系统参数发生扰动的情况下,可能因出现各种分岔而导致系统失稳。为了... 详细信息

三相逆变器是一种应用广泛的电力电子装置,其结构当中存在着多个非线性的开关器件,在运行过程中涉及到多个开关模态之间的切换,导致系统中蕴含着丰富的动力学行为。在系统参数发生扰动的情况下,可能因出现各种分岔而导致系统失稳。为了探究分岔产生的机理,为系统的分析和设计提供依据,从而避免失稳的发生,本文分别研究了三相逆变器系统在三相电阻负载和永磁同步电机负载情况下的动力学行为,分析了系统参数发生变化时系统所发生的分岔行为和混沌现象。本文的主要研究内容如下: (1)针对三相逆变器离散映射模型精度高但是建模过程复杂,而状态空间平均模型虽然建模过程简单但是精度不足的问题,本文采用s型函数建模法建立正弦脉宽调制(sinusoidal pulse width modulation,sPWM)三相半桥逆变器控制系统的光滑连续可微的数学模型,并在此基础上,以控制器的比例放大系数和负载为分岔参数,采用分岔图、Floquet理论和Poincaré映射作为动力学分析工具,结合相图和时域波形图分析系统的稳定性和分岔类型,得到系统参数的稳定域。通过仿真和实验验证了所建立模型和动力学分析结果的正确性,仿真和实验结果基本一致。 (2)三相逆变器常用于驱动交流电动机。为了分析系统在不同负载情况下的动力学行为,本文采用s型函数建模法建立sPWM三相永磁同步电机控制系统的光滑连续可微的数学模型,并在此基础上,以控制器的比例放大系数和比例积分系数为分岔参数,采用分岔图、Lyapunov指数和Poincaré映射作为动力学分析工具,结合相图和时域波形图分析系统的稳定性。通过仿真和实验验证了所建立模型和动力学分析结果的正确性,仿真和实验结果基本一致。综上,由于所提出的三相逆变器系统的s型函数模型处处连续可微,极大地降低了动力学分析的难度,适用于多相逆变器电路的分析。

关键词：三相逆变器 s型函数模型分岔混沌稳定性

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磁耦合无线电能传输系统的忆阻特性及多稳定性

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控制理论与应用 2024年

作者：陆益民周佳豆欢朋张波广西大学电气工程学院华南理工大学电力学院

本文研究磁耦合无线电能传输系统(Wireless Power Transfer, WPT)的忆阻特性及多稳定性.首先基于s型函数建模法推导桥式整流滤波环节的忆阻器等效模型,建立LCC-s型无线电能传输PI(Proportional-Integral, PI)控制系统的忆阻等效电路模型... 详细信息

本文研究磁耦合无线电能传输系统(Wireless Power Transfer, WPT)的忆阻特性及多稳定性.首先基于s型函数建模法推导桥式整流滤波环节的忆阻器等效模型,建立LCC-s型无线电能传输PI(Proportional-Integral, PI)控制系统的忆阻等效电路模型.然后分别以参数和初始值作为分岔参数分析系统的动力学特性,发现:系统在不同的参数条件下呈现出周期一、准周期和点-混沌簇发振荡等多种动力学现象;系统是一个无平衡点系统,它所产生的吸引子全部为隐藏吸引子,呈现出共存多吸引子和多稳定性等极端依赖于初始值的特殊动力学现象.最后通过仿真和实验对系统的忆阻特性和多稳定性进行了验证,结果表明无线电能传输PI控制系统具有忆阻特性,在同一参数条件下因初始状态不同而产生不同的终态,有着完全不同的动力学行为,这增加了系统的不确定性.分析结果为从参数和结构两方面改善控制系统从而提高系统的稳定性和传输效率提供了依据.

关键词：无线电能传输忆阻器分岔混沌多稳定性共存吸引子 s型函数模型

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并联DC-DC变换器的s型函数建模及动力学行为研究

并联DC-DC变换器的S型函数建模及动力学行为研究

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作者：顾佳广西大学

学位级别：硕士

并联DC-DC变换器因具有冗余性、易于模块化、大容量和低成本等优点而被广泛应用于直流开关电源系统中。由于电路元件本身的制造差异和寄生参数的影响,导致各并联模块的开关器件不能同步切换,因此基于电路拓扑和参数的对称性建立的降阶... 详细信息

并联DC-DC变换器因具有冗余性、易于模块化、大容量和低成本等优点而被广泛应用于直流开关电源系统中。由于电路元件本身的制造差异和寄生参数的影响,导致各并联模块的开关器件不能同步切换,因此基于电路拓扑和参数的对称性建立的降阶模型不能全面反映系统的特性。离散映射模型和平均模型难以全面描述并联DC-DC变换器这样一个高阶多模态系统的特性。同时由于开关器件的存在,此类系统是非线性系统,包含各种类型的分岔,如Neimark-sacker分岔、倍周期分岔、混沌等现象。这些分岔和混沌现象的出现会导致系统的电压或电流发生变化,变换器的性能受到极大的影响,甚至无法正常工作。研究这些非线性现象、分岔的特点及产生机理,对认识这类开关变换器进而优化其参数设计具有十分重要的意义。论文完成的主要工作如下: （1）针对现有建模方法存在精确度不高和推导过程复杂等问题,采用s型函数对并联DC-DC变换器系统进行建模,该数学模型是光滑连续时间模型。所提出的模型考虑了并联模块电路参数不一致的情况以及电路元件的寄生电阻对系统的影响,能准确、全面地反映系统的动态和稳态特性。（2）基于s型函数模型,采用Floquet理论推导了并联Buck变换器系统的稳定条件,对系统的非线性动力学行为以及关键参数对稳定性的影响进行了研究,分析表明系统因参数变化引起的Neimark-sacker分岔会引发低频振荡。研究结果可为控制器参数的选择提供依据。（3）对交错并联Buck变换器的非线性现象以及关键参数对系统稳定性的影响进行了研究,结果表明系统在控制器参数kp、ki和负载R、滤波电容C变化时均有可能发生分岔而失稳。与不采取交错控制运行方式的并联Buck变换器进行了对比,结果表明交错并联Buck变换器表现出更复杂的动力学行为。

关键词：并联DC-DC变换器分岔混沌 s型函数模型稳定性分析

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无线电能传输系统的忆阻等效模型及多稳定性分析

无线电能传输系统的忆阻等效模型及多稳定性分析

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作者：豆欢朋广西大学

学位级别：硕士

桥式整流滤波电路是感应耦合无线电能传输系统(IWPT)等电力电子系统中实现AC-DC变换的典型电路环节,其属于一类扩展忆阻器。包含这一环节的电路可能存在隐藏吸引子、多吸引子共存、多稳定性和瞬态转换等非常规的动力学特性,这增加了电... 详细信息

桥式整流滤波电路是感应耦合无线电能传输系统(IWPT)等电力电子系统中实现AC-DC变换的典型电路环节,其属于一类扩展忆阻器。包含这一环节的电路可能存在隐藏吸引子、多吸引子共存、多稳定性和瞬态转换等非常规的动力学特性,这增加了电力电子系统的不确定性。本文的主要研究工作如下: (1)针对不同补偿拓扑的IWPT系统,基于s型函数分别建立了C和LC滤波单相桥式整流电路的忆阻器数学模型。所建立的模型形式简洁、物理意义明确、并且能够统一描述连续导通模式(CCM)和断续导通模式(DCM),模型准确度高。与以往的单相桥式整流电路忆阻器等效模型相比,该模型根据整流桥输入输出端口的电压电流关系来构建数学模型,无需了解二极管器件的物理参数。 (2)考虑逆变桥死区时间对IWPT系统的影响,建立了包含死区时间的s型函数逆变桥数学模型。以s-s型IWPT系统为例,建立其忆阻等效电路模型,通过仿真和实验对所建立的模型进行了验证。结果表明,所建立的模型准确描述了系统的动静态特性;IWPT系统的负载特性为紧磁滞回线,符合忆阻器的三个特征。 (3)基于s-sP型IWPT系统的s型函数忆阻等效模型,研究了其在频率控制方式下,控制器参数变化时的系统动力学行为。通过分岔图观察到随着控制参数的变化,系统发生分岔而出现准周期振荡行为。通过分析分岔过程中出现多个周期窗的原因,确定了该系统在频率控制下具有多稳定解。进一步探究了死区时间对系统动力学行为的影响,发现改变死区时间会影响系统的整机传输效率和电压增益,进而影响控制器参数的稳定域。最后研究了IWPT系统忆阻特性对系统动力学行为的影响,发现了该系统具有多稳定性,存在多个吸引子共存现象。搭建了IWPT系统的仿真和硬件实验平台,验证了本文建模和动力学分析结果的正确性。

关键词：无线电能传输系统 s型函数模型忆阻特性多稳定性

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