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基于下垂控制的微电网运行控制研究

基于下垂控制的微电网运行控制研究

作者：郭金库安徽理工大学

学位级别：硕士

从人类的发展历史来看,能源始终是人类文明发展的阶梯,从早期的生物燃料,到后来煤炭石油等化石资源的应用,能源与我们的生活息息相关,可以说人类科技的进步离不开能源。基于下垂控制的微电网在孤岛运行和并网时有很多优势,它能更好的对... 详细信息

从人类的发展历史来看,能源始终是人类文明发展的阶梯,从早期的生物燃料,到后来煤炭石油等化石资源的应用,能源与我们的生活息息相关,可以说人类科技的进步离不开能源。基于下垂控制的微电网在孤岛运行和并网时有很多优势,它能更好的对微电源输出的频率和电压进行有效调节,使微电网拥有更好的稳定性,安全性,可靠性,并且不需要额外的通信手段。本文以传统下垂控制方式为基础,通过建立dq中的数学模型,对其电流电压环进行分析,然后指出传统下垂控制中,由于线路阻抗,会造成下垂传统下垂不稳定,产生环流等。为了改善微电源逆变器对线路的适应性,对传统下垂控制加入新型虚拟阻抗,该虚拟阻抗在低频呈感性,能很好的适应线路阻抗带来的问题。但是由于引入虚拟阻抗会对微电网的电压造成一定的减小,为了弥补引入虚拟阻抗带来的压降,根据电力系统线路电压降原理,引入电压补偿环节。然后在MATLAB中搭建加入虚拟阻抗和电压补偿的下垂控制两个并联的孤岛模型和并网模型,验证了加入虚拟阻抗后能起到优化功率分配,增加系统稳定性,减少功率环流的作用。随后基于DSP2812中对下垂控制主要部分的硬件和流程设计。

关键词：微电网下垂控制功率分配逆变器虚拟阻抗

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基于稀疏表示的系统辨识方法

控制理论与应用 2010年第9期27卷 1231-1234页

作者：郭金库吴瑾颖刘光斌清华大学自动化系信息所北京100084 解放军第二炮兵工程学院303教研室陕西西安710025

基于信号的稀疏表示理论提出一种线性时不变系统辨识方法.该方法利用线性调频信号作为线性时不变系统激励输入信号,在利用传统方法进行系统辨识前利用稀疏分解算法对系统输出信号进行噪声处理.线性调频信号具有较好的时频聚集特性,线性... 详细信息

基于信号的稀疏表示理论提出一种线性时不变系统辨识方法.该方法利用线性调频信号作为线性时不变系统激励输入信号,在利用传统方法进行系统辨识前利用稀疏分解算法对系统输出信号进行噪声处理.线性调频信号具有较好的时频聚集特性,线性时不变系统的输出也将具有很好的时频特征,利用基于Gabor字典的稀疏分解将能有效地提取输出信号中的有效分量,滤除其中的噪声成分,提高系统辨识的精度.仿真实验表明,本文提出的方法在低信噪比情况下,辨识效果好于传统方法.

关键词：线性时不变系统系统辨识稀疏表示匹配追踪算法 Gabor字典

基于δ型概率密度函数序列的数值Laplace反变换新算法

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电子学报 2013年第8期41卷 1474-1479页

作者：余志勇郭金库路宏敏解放军第二炮兵工程大学陕西西安710025 西安电子科技大学陕西西安710025

利用一类属于"δ型序列"并含有指数因子exp(-st)的概率密度函数,当在大于零的实数半区间上有且只有一个对应于随机变量众数的极值点横坐标时,将随机变量连续函数的数学期望用该函数的Laplace变换表出,从而导出一种基于δ型概率密度函数... 详细信息

利用一类属于"δ型序列"并含有指数因子exp(-st)的概率密度函数,当在大于零的实数半区间上有且只有一个对应于随机变量众数的极值点横坐标时,将随机变量连续函数的数学期望用该函数的Laplace变换表出,从而导出一种基于δ型概率密度函数序列的数值Laplace反变换(NILT)算法基本框架,并把常用的Stehfest算法和Pos-tWidder算法统一至该框架之下.在此基础上,选择属于"δ型序列"的Gamma分布密度函数,提出一个此类NILT算法的新成员.

关键词：数值Laplace反变换广义函数 δ型序列概率密度函数

基于dsPIC的逆变电源系统设计及控制方法研究

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基于dsPIC的逆变电源系统设计及控制方法研究

作者：郭金库长春工业大学

学位级别：硕士

随着科学技术的迅速发展、工业生产水平的提高,逆变电源技术发展迅速,广泛的应用于交通、冶金、化工等方面,目前仍处在高速发展中。然而,由于应用场合的不同、环境的复杂性等因素,对逆变电源的性能提出了更高的要求。控制方法影响逆变... 详细信息

随着科学技术的迅速发展、工业生产水平的提高,逆变电源技术发展迅速,广泛的应用于交通、冶金、化工等方面,目前仍处在高速发展中。然而,由于应用场合的不同、环境的复杂性等因素,对逆变电源的性能提出了更高的要求。控制方法影响逆变系统的性能,传统的模拟控制,难以满足高品质逆变电源的需求。随着高性能数字控制器的出现,数字控制方法广泛应用于逆变系统,逆变系统的数字化已成为当前的发展趋势。本文采用数字信号控制器dsPIC30F4011为主控制器,对6KW单相逆变电源进行研究与实现。本文首先介绍逆变电源的发展过程,对目前国内以及国际方面,逆变电源系统的发展程度加以了解。介绍逆变电源发展过程的基础上,分析其工作原理,及单相逆变电源拓扑结构,在理论分析的基础上,对其电路结构组成、原理进行研究。针对逆变电源的发展现状、确定了本文逆变电源研究所采用的方法、主要技术指标、电路结构等环节,进而确定本文研究的总体流程。其次本文针对控制方法方面进行分析、研究。由于单一的控制方法,实现快速的动态响应速度、高的稳态精度比较困难,因此将多种控制方法相结合,构成复合控制是一种趋势所在。本文分别对双闭环控制和重复控制进行介绍,分析其工作原理,并进行仿真实验,最终将二者结合,形成复合控制。仿真实验结果表明融合后的方法同时具备两种方法的优点,控制效果良好。逆变系统需要软件程序和硬件相配合,才能实现系统的功能,因此在硬件方面,本文对逆变系统的控制电路部分、驱动电路部分、显示电路部分等进行设计、调试,最终成功实现硬件功能。通过对系统硬件电路的设计、研究,为本文下一步的研究工作提供了支撑。最后,本文整体焊接电路板,并配合软件程序,进行逆变系统整体调试,最终成功研制6KW单相逆变系统样机。

关键词：逆变电源 dsPIC 重复控制复合控制

一种面向中继协作频谱感知系统的自适应全局最优化算法

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物理学报 2015年第1期64卷 390-400页

作者：张茜刘光斌余志勇郭金库第二炮兵工程大学西安710025

该文研究了冗余中继,次用户及中继用户数目,检测门限,信道传输错误率等因素对中继协作频谱感知系统性能的影响,并提出一种新的自适应全局最优化算法.该算法基于获得最大无干扰功率的自适应中继选择方法,确定备选认知中继集合;单个次用... 详细信息

该文研究了冗余中继,次用户及中继用户数目,检测门限,信道传输错误率等因素对中继协作频谱感知系统性能的影响,并提出一种新的自适应全局最优化算法.该算法基于获得最大无干扰功率的自适应中继选择方法,确定备选认知中继集合;单个次用户以信道传输错误率最小为准则,从备选认知中继集合中自适应选择最佳中继,使总体检测率最大;在给定目标检测率的条件下,以系统吞吐量最大为准则,给出了自适应全局最优化算法.仿真实验结果表明新算法信道传输精度高,信道吞吐量大,节约带宽资源.

关键词：频谱感知中继协作自适应全局最优

人工生物膜修复椎间盘纤维环的动物实验研究及疗效评估

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人工生物膜修复椎间盘纤维环的动物实验研究及疗效评估

作者：郭金库河北医科大学

学位级别：硕士

目的:用不同方法处理椎间盘纤维环,观察人工生物膜对椎间盘纤维环缺损的修复作用,并通过生物力学测试、组织形态学及影像学技术评估其修复效果。腰椎间盘突出症目前已经成为多发病,手术治疗也是最主要的治疗方法,腰椎间盘切除术简单易行... 详细信息

目的:用不同方法处理椎间盘纤维环,观察人工生物膜对椎间盘纤维环缺损的修复作用,并通过生物力学测试、组织形态学及影像学技术评估其修复效果。腰椎间盘突出症目前已经成为多发病,手术治疗也是最主要的治疗方法,腰椎间盘切除术简单易行,对病人损伤小,痛苦少,安全性高,医疗成本也低,但椎间盘切除术仅对突出髓核做切摘,在切除髓核的同时,多对椎间盘纤维环进行更大范围的破坏,而不进行修补,故术后再次突出率较高,并且因手术对纤维环的破坏,部分病人会在术后出现短暂的下腰痛。故在进行椎间盘切除术时,对纤维环加以修复,降低术后复发及术后下腰痛发生率是很有必要的。近年来,随着可降解的生物合成材料及组织工程技术的飞速发展,人们对于纤维环修复及再生的研究也逐渐深入。回顾近10年对此课题的研究,纤维环修复、再生主要技术包括:外科手术直接缝合纤维环;细胞和基因治疗;组织工程支架技术;细胞和基因治疗与支架联合应用。目前纤维环修复及再生的困难存在以下几个方面,(1)缺乏合适的纤维环细胞培养基及诱导其增生分化成具有纤维环细胞形态及功能结构的纤维环细胞的细胞外环境;(2)选择合适的纤维环细胞培养及植入支架,其支架应当符合以下特点:A填充或修补纤维环缺损以抑制髓核突出;B、能固定于周围组织上[如终板或周围纤维环];C、能维持或复原脊柱运动节段的力学特点;D、既不刺激神经束膜也不与其粘连。(3)支架及植入组织必须有相应的良好的固定结构,且不影响局部结构。纤维环的修复及重建是解决脊柱退变性疾病及椎间盘摘除术后复发等一系列并发症的理想治疗策略。目前为止,我们的真正挑战是如何处理已受损的纤维环,纤维环修复与重建方法如何与临床应用相结合。本研究旨在探索修复纤维环的合适材料及方法,从而延缓椎间盘因手术而致的退变进程,提高腰椎间盘突出症的临床治疗满意率。方法:选用8只骨骼发育成熟的成年本地山羊,雌雄各4只,体重15-20公斤,2-3岁龄,分笼饲养,实验动物等级为一级,普通动物。积极准备后,禁食水24小时,肌肉注射药物全麻,在无菌手术条件下,经左侧腰背肌外缘斜行切口,将髂腰肌钝性分离,推至腹侧,暴露至后腹膜外,显露出L2-3、L3-4、L4-5椎间盘前外侧,然后将三个间盘随机设计按以下三种方法之一处理:1、暴露出椎间盘纤维环,不作任何处理;2、暴露出椎间盘纤维环后,将其切开,用人工生物膜填充缺口;3、暴露出椎间盘纤维环,尖刀将其切开,制造出5×10mm缺口,作为对照组。随后逐层缝合手术切口,术后每天肌注青霉素240万单位,连续注射4天。于术后第12天拆除切口缝线。术后12周空气栓塞处死所有实验动物后,收取所有实验动物的腰椎标本,处死前将所有动物随机分为1组(测试纤维环强度)和2组(组织学及影像学评估组织反应),处死后,完整取出所有动物的腰椎,1组随即测试其生物力学测试,即使用自制容量-压力测试装置进行容量-压力测试,评估其纤维环生物学强度。2组在取出标本后,随即以福尔马林溶液将其固定,常温下保存,依次进行MRI及组织学检查。MRI检查:对所得标本的矢状位及冠状位T1、T2加权像的扫描。组织学检查:将所取标本经椎间盘上、下缘横行切开,单独保存后,胶钙脱水后,去除椎间盘上下残存在骨质,将其蜡块包埋,后用leica-rm2125切片机切片,创光至约5um。每一间盘均切片两张,同时给予马松染色和HE染色,大体及光镜下观察椎间盘纤维环连续性及结构完整性。结果:人工生物膜修复组与单纯切开组,椎间盘纤维环完整性及生物强度均不如单纯暴露组,人工生物膜修复组优于单纯切开组,两者具有有显著的统计学差异,人工生物膜可以与椎间盘纤维环的胶原纤维良好融合。结论:人工生物膜可以对椎间盘纤维环缺口起到修复作用,可以使其生物力学强度恢复76.4%,人工生物膜可以促进椎间盘结构完整性的恢复。

关键词：椎间盘突出椎间盘摘除纤维环修复人工生物膜动物实验

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使用小波分层连通树结构的压缩信号重构

国防科技大学学报 2014年第5期36卷 87-92页

作者：张茜郭金库余志勇刘光斌第二炮兵工程大学陕西西安710025

基于小波树模型的压缩感知可以通过较少的观测量得到鲁棒的信号重构,但采用最优树逼近时,则存在复杂度大的问题。在证明分层后的小波树仍然具备连通树性质的基础上,提出了基于小波分层连通树结构的压缩重构算法,在与原观测量一致的情况... 详细信息

基于小波树模型的压缩感知可以通过较少的观测量得到鲁棒的信号重构,但采用最优树逼近时,则存在复杂度大的问题。在证明分层后的小波树仍然具备连通树性质的基础上,提出了基于小波分层连通树结构的压缩重构算法,在与原观测量一致的情况下,保证了重构精度并且提高了重构效率。实验结果表明,改进算法相对于原算法在处理大尺度数据时,效率有明显的改善。

关键词：压缩感知信号重构小波树模型分层连通树

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模糊单站无源定位方法

清华大学学报（自然科学版） 2011年第1期51卷 25-29,35页

作者：杨晓君陆芳郭金库王榕邹红星清华大学自动化系北京100084 西安第二炮兵工程学院西安710025 二炮装备研究院北京100085

单站无源定位具有作用距离远、隐蔽接收和结构简单等优点,在军事中有着广泛的应用前景,在航海、航空以及地球物理等研究中也扮演着重要的角色。为了解决现有单站无源定位方法不能较好地处理不确定和不对称噪声的问题,建立了一种模糊框... 详细信息

单站无源定位具有作用距离远、隐蔽接收和结构简单等优点,在军事中有着广泛的应用前景,在航海、航空以及地球物理等研究中也扮演着重要的角色。为了解决现有单站无源定位方法不能较好地处理不确定和不对称噪声的问题,建立了一种模糊框架来表示不确定系统,并在此基础上,提出了一种模糊单站无源定位方法。该方法以相位差、相位差变化率和多普勒频率变化率为观测量,并使用模糊Kalman滤波方法进行定位跟踪。仿真表明:该方法能够很好地进行不确定情况下的单站无源定位,具有较好的定位精度。

关键词：无源定位 Kalman滤波模糊梯形分布

基于混沌时间序列建模的频谱状态持续时长预测

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电子与信息学报 2015年第4期37卷 868-873页

作者：张茜刘光斌郭金库余志勇第二炮兵工程大学西安710025

为提高频谱利用率,该文利用非线性动力学理论对频谱状态持续时长序列进行建模并预测。以实际采集的频谱数据作为研究对象,采用指向导数法对该时长序列进行非一致延长时间相空间重构,利用基于尺度的Lyapunov指数判定其混沌特性。以基于Da... 详细信息

为提高频谱利用率,该文利用非线性动力学理论对频谱状态持续时长序列进行建模并预测。以实际采集的频谱数据作为研究对象,采用指向导数法对该时长序列进行非一致延长时间相空间重构,利用基于尺度的Lyapunov指数判定其混沌特性。以基于Davidon-Fletcher-Powell方法的二阶Volterra预测模型(DFPSOVF)为基础,提出一种基于限域拟牛顿方法的Volterra自适应滤波器系数调整模型,并将该模型应用于具有混沌特性的短时频谱状态持续时长预测,通过自适应剔除对预测贡献小的滤波器系数,降低预测模型的复杂度。实验结果表明该算法在保证预测精度的同时降低运算复杂度。

关键词：频谱感知频谱预测混沌限域拟牛顿方法