天气变化时光伏并网系统MPPT算法的仿真研究

光伏并网系统在天气快速变化时,采用传统的扰动观测算法会产生误判。针对这一问题,对dP-P&O算法进行了改进,提出了dP-P&O-dP最大功率跟踪算法,进一步减少了最大功率跟踪过程中的误判现象。引入了变步长的方法解决了跟踪快速性与稳态稳定性难以兼顾的问题,并给出了步长系数的设计原则。在详细分析光伏阵列输出特性的基础上,建立了其随光照变化的仿真模型,并且简化了并网逆变器的模型,采用MATLAB中的S函数编写了提出的最大功率跟踪算法的仿真算法,大大提高了仿真的速度。通过对仿真结果的比较分析,表明了该算法的正确性和有效性。     

光伏系统最大功率点快速判断和跟踪方法

从光伏电池基本输出特性入手,通过分析电池的电流电压关系曲线以及相应的理论计算,提出了一种新的最大功率点快速判断和跟踪方法,该方法不仅可以直接进行最大功率点跟踪,还可以作为多步长扰动观察法的步长选取依据.通过算法仿真比较和实验验证,证实了该方法无论是在环境突然变化还是在缓慢变化的情况下,均能够迅速的锁定和跟踪最大功率点,并且以其步长自调节功能弥补了扰动观察法输出功率容易振荡的不足.     

一类刚性大系统实时数值仿真的并行组合方法

本文提出了一类分解的刚性大系统数值仿真的实时并行组合方法。利用系统并行化与方法并行化相结合,分别应用并行Ｒｏｓｅｎｂｒｏｃｋ方法和并行ＲＫ方法并行计算机上并行求解刚性和非刚性子系统。讨论了该并行组合方法的构造、收敛性、数值稳定性,并进行了数值仿真试验。     

PEMFC水管理模型及控制

根据质子交换膜燃料电池两侧的极化反应、电渗过程、浓度差现象,运用Simulink仿真工具,建立燃料电池水含量与输出电压关系的仿真模型,仿真结果与实际数据相符,证明了模型的有效性.将该模型按扰动输入进行分段线性化后,取得适合每段模型的PID参数,设计从扰动输入到PID参数的模糊控制器,仿真结果显示控制器对电堆电流及温度产生的扰动具有较好的抑制效果,保证了电堆输出功率的稳定性和快速性,对指导电堆水管理有一定意义.     

组件化仿真模型交互模式的并行化改造

微处理器的多核化及众核化发展趋势为推广并行仿真提供了机遇。依照仿真模型可移植性标准开发的组件化仿真模型之间通过接口、事件和数据流三种模式进行交互,但其立即响应的特点无法满足并行仿真的需求。研究了三种交互模式的并行化改造方法,在组件交互的对外表现层作适当调整,但基本保持原有风格;在组件交互的实现层,三种交互模式都被转化为并行离散事件仿真的经典事件交互范式,通过时间同步协议保证仿真逻辑的正确性及并行仿真的运行效率。组件化并行仿真模型的三种交互模式各有适用场合,丰富了并行仿真的模型交互方法。     

基于扰动观测器的飞行器轨迹跟踪控制器设计

针对多种扰动作用下的固定翼飞行器三维轨迹跟踪问题, 设计了一种基于改进非线性扰动观测器的非奇异快速终端滑模轨迹跟踪控制器。首先推导固定翼飞行器三维轨迹跟踪误差模型, 考虑模型误差和飞行过程中的未知扰动, 设计了一种基于状态估计误差反馈的非线性扰动观测器对扰动进行观测。基于非奇异快速终端滑模控制方法, 采用双幂次趋近律设计轨迹跟踪控制器, 并证明了闭环控制系统的稳定性。仿真结果表明, 在多种扰动的作用下, 所设计的轨迹跟踪控制器能够对三维机动轨迹进行准确、稳定的跟踪。     

非定常大气扰动下的MAV自主飞行智能控制研究

针对在非定常大气扰动作用下,微型飞行器MAV姿态稳定控制与导航都不同于常规的问题。研究了MAV飞行中大气扰动类型特征,建立了完整的非定常大气扰动工程化模型体系。在此基础上,提出了一种融合专家技术与模糊技术的MAV自主飞行智能控制,并建立了一个Lyapunov能量函数来分析MAV自主飞行系统稳定性。飞行仿真与试飞结果表明,MAV自主飞行系统在全局范围内具有渐进稳定性。     

基于Petri网矩阵模型仿真的改进算法

Petri网的矩阵模型是分析Petri网的可达性、活性、有界性等基本性质以及状态演化过程的一种数学方法。在包含瞬时活动的情况下，传统的矩阵模型方法无法在一个步长内捕获所有应该同时激发的变迁，而是推迟到下一个步长，从而产生不精确的仿真结果。对此提出一种新的定步长仿真算法，得到了完全符合系统真实行为的仿真结果。算法进一步推广到基于事件调度的仿真方法中，可显著提高仿真效率。     

步进式高速IP网络仿真中的误差分析

步进式仿真的调度策略可分为缓存模式和抽样模式.以高速IP网络会话层仿真为应用背景,针对On/Off网络流模型,分析了在抽样模式下步进式仿真产生误差的原因;分析了步长对仿真误差的影响;给出了通过调节步长最小化误差的方法,以及提高步进式仿真相对于DEVS仿真运行速度的条件.     

带阻容负载的能量存储系统建模与稳定性分析

阻容负载提高了能量存储系统阶次,对稳定性不利。为分析其稳定性,建立了降压模式下带阻容性负载的状态空间平均模型、小信号与大信号等效电路模型;通过分析小信号模型进行了系统补偿,提高了稳定裕量;通过大信号模型验证了补偿系统在大扰动下的稳定性。针对Simulink中无理想交直流变压器模块,提出了一种理想交直流变压器模型构造方法,还提出了一种新颖的基于此构造方法的负载参数动态仿真模型,可解决Simulink中动态参数负载仿真困难问题。这里建立的阻容性负载模型精度可与宏模型基本一致,但仿真效率远高于宏模型。     

Perturbation Methods of Stability Analysis for Parallel Real-Time Digital Simulation Models

In this paper, the stability analysis for parallel real-time digital simulation models is discussed. The coupling coefficient perturbation method and the simulation stepsize perturbation method are established. For two classes of systems of test equations, we construct the parallel simulation models and prove that they have the stability behaviour which is similar to the original continuous systems.     

一类具有未知参数干扰的混沌系统的同步

利用主动控制思想实现了两个具有未知参数干扰的不确定混沌系统的同步。通过在控制器中添加误差补偿项来消除参数干扰对系统同步的影响,并利用矩阵理论中盖格尔圆定理给出了控制器中线性部分参数取值的一般范围。理论分析证明,所设计的响应系统能使同步误差收敛到零。最后针对Lorenz系统进行了仿真,结果表明设计的控制器是有效的。     

T-S模糊系统输出直接反馈控制器设计

讨论了T-S模糊系统输出直接反馈控制器的稳定性分析和设计方法。为了减小稳定性分析的保守性和难度,充分利用模糊规则前件变量模糊隶属度函数的结构信息,对前件变量采用标准模糊分划的T-S模糊系统输出直接反馈控制器进行了研究,获得了稳定性条件。在稳定性分析的基础上,采用平行分布补偿法(PDC)和线性矩阵不等式方法(LMI),研究了输出直接反馈控制器的设计。通过对一个非线性质量块-弹簧-阻尼器系统输出反馈控制器的设计和计算机仿真,验证了方法的有效性。     

3-RRRT并联机器人解耦的反演自适应动态滑模控制

针对3-RRRT型搬运机器人提出一种解耦的反演自适应动态滑模控制方法,以提高控制精度和鲁棒稳定性。首先利用非线性补偿方法将系统解耦成线性系统,运用一阶动态滑模设计新的滑模面,然后利用基于李亚普诺夫函数的Backstepping控制设计方法和自适应控制技术,设计了全局渐近稳定的系统控制器,最后利用MATLAB进行了系统控制数值仿真,结果表明,对3-RRRT型并联机器人的这种强耦合的、具有不确定性的非线性系统,采用该解耦的反演自适应动态滑模控制方法,可以达到理想的控制精度,并能保障系统的鲁棒稳定性。     

一类参数不确定性混沌系统的T-S模糊控制

针对一类参数不确定性混沌系统,首次提出利用区间矩阵理论描述其不确定性,进而用T-S模糊模型对其进行精确描述的新方法.在此T-S模糊模型的基础上,给出一种基于并行分布补偿(PDC)技术的状态反馈控制器设计方法,并用Lyapunov稳定性理论证明了闭环系统的鲁棒稳定性.该方法充分考虑了模糊子系统之间的相互作用.状态反馈控制器增益矩阵可以通过求解一组线性矩阵不等式(LMIs)获得.仿真结果验证了所提方法的有效性.     

姿态扰动情况下的目标动态RCS分布特性

运动目标姿态扰动是静动态雷达散射截面（radar cross section,RCS）差异的主要来源。造成姿态扰动的因素复杂且不可预估,增加了动态RCS分布特性研究的难度。将图形电磁计算与蒙特卡罗仿真结合,构建以均匀随机分布为扰动模型的动态RCS仿真分析平台。根据静动态RCS差异的统计分布特性,提出置信区间以及数学期望值的计算方法。选择两种运动模式下的飞机目标进行验证,将所得结果与实际扰动模型的动态RCS进行了比对。结论表明该方法具备较强可操作性和工程应用价值,提高了计算机动态RCS仿真能力,为目标静动态电磁散射特性一致性评估以及特征库构建提供了有价值的参考信息和分析方法。     

基于LMI的连续时间模糊大系统的分散镇定

讨论了连续时间模糊大系统的分散镇定问题。整个模糊大系统由m个相互关联的T-S子模糊系统组成。基于李亚普诺夫稳定性理论及大系统分散控制理论,将单个模糊系统的稳定性条件推广到关联模糊大系统的情形,给出了保证该模糊大系统闭环渐近稳定的分散化并行分布补偿(decentralizedparalleldistributedcompensation,DPDC)控制器的设计方法。这些分散控制器的存在条件均以LMI的形式出现,因此可通过Matlab的LMI工具箱有效地对其进行求解。仿真例子说明了所提方法的有效性。     

一类微分代数系统并行仿真算法

利用对误差的预校正技术,本文提出一类微分代数系统的并行仿真算法,进行仿真误差估计。对于一个模型问题进行稳定性分析,画出稳定区域。计算实例表明算法是有效的。     

一类非线性时滞系统的模糊预测控制

利用模糊T-S模型对一类输入受限的非线性时滞系统进行建模;在此基础上,提出了模糊预测控制,推导了预测性能指标上界,将稳定性约束,输入约束变换成容易求解的线性矩阵不等式形式。采用了并行分布补偿预测控制器,基于李雅普诺夫函数和线性矩阵不等式方法给出滚动时域优化的充分条件,证明了闭环系统的稳定性,仿真结果验证了所提方法的有效性。     

基于消息传递的人-物混合系统模拟

利用模拟技术研究人物混合系统的关键在于实现人-物互动的并行集成模拟.将日常管理活动中人物混合系统的人-物互动问题分解为管理者自我效能感演化和任务处理两部分,分别采用定性模拟和离散事件模拟方法建立了两个模拟模型.利用Visual Basic.net的多线程技术和Arena的实时执行模式,设计并开发了基于消息传递的并行集成模拟系统原型,从而实现了人-物互动的并行集成模拟.系统验证和确认表明,该系统可用于管理活动中人-物混合系统规律的研究.