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一种适用于有源区域电磁波时程精细积分仿真的大时间步长矩阵数值积分方法

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电工技术学报 2024年

作者：迟明珺马西奎马亮朱晓杰西安交通大学电工材料电气绝缘全国重点实验室

时程精细积分（PITD）法是一种全波电磁数值方法，具有相当宽松的数值稳定性条件，且数值色散误差几乎不受时间步长大小的影响，因而近年来它在电磁学领域中受到了人们的广泛关注。在有源区域的电磁数值模拟中，PITD法需要计算激励源添... 详细信息

时程精细积分（PITD）法是一种全波电磁数值方法，具有相当宽松的数值稳定性条件，且数值色散误差几乎不受时间步长大小的影响，因而近年来它在电磁学领域中受到了人们的广泛关注。在有源区域的电磁数值模拟中，PITD法需要计算激励源添加引入的非齐次项所产生的矩阵积分，其计算或存在矩阵求逆运算易不稳定，或难以在大时间步长下保证计算结果的精度，这使得PITD法的推广应用受到一定限制。该文将响应矩阵法引入有源区域的电磁波PITD仿真中，不仅避免了矩阵的求逆运算，并且能够在保证结果计算精度的条件下，增大时间步长的选择范围，提高算法的计算效率。最后，进行了实例计算，并与直接近似积分方法和数值积分方法的结果进行了对比，验证了本文方法的实用性和有效性。

关键词：电磁波数值模拟矩阵积分矩阵求逆问题响应矩阵法

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高压直流换流阀无源宽频等效电路模型的建模

高压电器 2024年第5期60卷 179-188页

作者：任军辉张艳梅李小鹏马西奎西安西电电力系统有限公司西安710065 国网江苏省电力有限公司镇江供电分公司江苏镇江212000 西安交通大学西安710049

作为高压直流换流站中的关键设备之一,换流阀的宽频特性是一个颇受人们关注的问题。文中以晶闸管换流阀为对象,建立换流阀的无源宽频等效电路模型。采用矢量匹配法对晶闸管、均压电容器和阻容回路的频率阻抗特性进行有理函数逼近,得到... 详细信息

作为高压直流换流站中的关键设备之一,换流阀的宽频特性是一个颇受人们关注的问题。文中以晶闸管换流阀为对象,建立换流阀的无源宽频等效电路模型。采用矢量匹配法对晶闸管、均压电容器和阻容回路的频率阻抗特性进行有理函数逼近,得到极点—留数形式的有理多项式;利用网络综合原理将有理多项式分解和综合,得到宽频有源电路网络。依据端口无源的条件使用序列二次规划法进行端口无源优化,并使用全局优化算法进行严格无源优化,得到换流阀的无源宽频等效电路模型。

关键词：换流阀宽频等效电路模型矢量匹配法

具有直接Z型光催化机制的非金属BC4N/aza-CMP异质双层的光催化固氮性能

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Science China Materials 2023年第11期66卷 4377-4386页

作者：范英才张志华王娟马西奎赵明文 School of Information and Electronic Engineering Shandong Technology and Business UniversityYantai 264005China School of Physics and State Key Laboratory of Crystal Materials Shandong UniversityJinan 250100China

我们设计了一种不含金属的二维双层异质结构BC_(4)N/aza-CMP,该体系可在水溶液中将N2分子通过光催化作用还原为氨.通过密度泛函理论和非绝热分子动力学方法,我们发现该异质结构中的光生载流子遵循直接Z型迁移机制.这将有效分离光生电荷... 详细信息

我们设计了一种不含金属的二维双层异质结构BC_(4)N/aza-CMP,该体系可在水溶液中将N2分子通过光催化作用还原为氨.通过密度泛函理论和非绝热分子动力学方法,我们发现该异质结构中的光生载流子遵循直接Z型迁移机制.这将有效分离光生电荷并使氮还原反应和氧发生反应分别在BC_(4)N层和aza-CMP层上进行,实现反应位点的空间分离.值得一提的是,BC_(4)N上的B原子可以有效吸附N2分子并激活N≡N键,这将降低氮还原反应的过电势并促进随后的质子化进程,且该异质双层具有适宜的带隙和带边位置,能够有效吸收太阳光并提供充足的驱动力来触发氧化还原反应,实现无任何牺牲剂辅助的光催化氨合成.本工作将为直接Z型固氮光催化剂的设计提供重要借鉴,并促进太阳能驱动的氨合成的发展.

关键词： photocatalytic NH3 synthesis direct Z-scheme pho-tocatalyst energy conversion efficiency nonadiabatic molecular dynamics calculations

基于CVT的特高压换流站复杂电磁环境下操作过电压测量

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中国电力 2022年第10期55卷 92-99页

作者：王容史嘉昭郭璨申巍马西奎国网陕西省电力公司检修公司陕西西安710065 西安交通大学电气工程学院陕西西安710049 国网陕西省电力科学研究院陕西西安710054

特高压换流站内设备开关操作时很容易产生操作过电压,但由于电压等级高、换流站内存在强电磁干扰等因素目前仍缺少对这些过电压进行测量的有效手段。为此对电容式电压互感器(CVT)改装,进行操作过电压测量研究,通过建立CVT串联分压模型... 详细信息

特高压换流站内设备开关操作时很容易产生操作过电压,但由于电压等级高、换流站内存在强电磁干扰等因素目前仍缺少对这些过电压进行测量的有效手段。为此对电容式电压互感器(CVT)改装,进行操作过电压测量研究,通过建立CVT串联分压模型以及仿真电磁单元对过电压测量的影响,论证改装测量过电压的可行性。通过优化传感器内部结构,降低杂散参数,以提高传感器抗干扰能力。通过对测量系统外屏蔽、信号电缆匹配、屏蔽和接地等措施的优化,实现换流站强电磁干扰下过电压信号的有效采集。在±800 kV陕北换流站进行现场测试,有效采集了投切空载线路和低压电抗器时的操作过电压。搭建了一种特高压换流站操作过电压测量系统并通过现场测试验证了设计方案的有效性和安全性。

关键词：特高压换流站操作过电压电容式电压互感器(CVT) 电磁屏蔽电缆匹配与抗干扰

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基于间歇性参数自适应控制的混沌同步

物理学报 2001年第7期50卷 1237-1240页

作者：戴栋马西奎西安交通大学电气工程学院西安710049

提出了在两个不同参数混沌系统的同步中基于间歇性参数自适应的控制方法 .在选择合适的间歇反馈周期N和反馈系数r的情况下 ,可以获得满意的同步结果 .以logistic映射为例进行了计算机模拟 .结果表明 :适当选取反馈系数r,可以以很小的控... 详细信息

提出了在两个不同参数混沌系统的同步中基于间歇性参数自适应的控制方法 .在选择合适的间歇反馈周期N和反馈系数r的情况下 ,可以获得满意的同步结果 .以logistic映射为例进行了计算机模拟 .结果表明 :适当选取反馈系数r,可以以很小的控制代价实现预定的同步目的 .

关键词：混沌同步间歇控制自适应控制保密通讯计算机模拟间歇性参数

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基于限制器的混沌控制

西安交通大学学报 2002年第2期36卷 131-133页

作者：戴栋马西奎西安交通大学电气工程学院西安710049

提出了一种使用限制器实现混沌控制的方法 .当系统受控变量超出阈值时 ,对系统参数进行调整 ;当系统受控变量回到阈值范围之内时 ,则恢复到原有的参数 .以Lorenz系统和Rossler系统为例进行了数值模拟 ,得到了满意的控制结果 ,并发现该... 详细信息

提出了一种使用限制器实现混沌控制的方法 .当系统受控变量超出阈值时 ,对系统参数进行调整 ;当系统受控变量回到阈值范围之内时 ,则恢复到原有的参数 .以Lorenz系统和Rossler系统为例进行了数值模拟 ,得到了满意的控制结果 ,并发现该方法有如下规律 :控制的成败与否跟阈值和被调整的系统参数有很大关系 ;系统的初始值影响所经历的暂态时间 .该方法在实际的物理模型中易于实现 ,且控制的反应时间很短 ,在需要高频响应的某些混沌系统的控制中具有重要的应用价值 .

关键词：混沌控制限制器高频响应 Lorenz系统 Rossler系统非线性动力学受控变量阈值

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对数域电流模式带通滤波器的频率限制

西安交通大学学报 2003年第10期37卷 1075-1078页

作者：蔡理马西奎西安交通大学电气工程学院西安710049

基于对数域积分器误差函数分析方法,分别导出了带通滤波器的中心频率、品质因数与积分器误差函数幅值和相位之间的关系式,得到了中心频率、品质因数与晶体管非理想参数RE、RB、有限电流增益β值和Early电压VA值的关系式.研究结果表明,... 详细信息

基于对数域积分器误差函数分析方法,分别导出了带通滤波器的中心频率、品质因数与积分器误差函数幅值和相位之间的关系式,得到了中心频率、品质因数与晶体管非理想参数RE、RB、有限电流增益β值和Early电压VA值的关系式.研究结果表明,寄生电阻RE和RB主要影响滤波器的中心频率,有限β值对中心频率和品质因数均有影响,有限VA对滤波器的影响相对较小.给出的电子补偿方法,可以显著地改善非理想对数域带通滤波器的性能.SPICE仿真分析验证了理论分析结果.所得结果可为对数域滤波器的精确设计和应用提供理论依据.

关键词：对数域滤波器积分器非理想特性误差函数

一种基于washout滤波器技术的参数受扰混沌系统的控制

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物理学报 2003年第10期52卷 2415-2420页

作者：张浩马西奎西安交通大学电气工程学院西安710049

基于washout滤波器技术的混沌控制方法不仅能用于参数不变的混沌系统的控制 ,还可用于参数受扰动时的混沌系统的控制 .给出了参数受扰动情况下基于washout滤波器技术的控制器设计的一个充分条件 .数值仿真表明 ,该控制方法易于实现、控... 详细信息

基于washout滤波器技术的混沌控制方法不仅能用于参数不变的混沌系统的控制 ,还可用于参数受扰动时的混沌系统的控制 .给出了参数受扰动情况下基于washout滤波器技术的控制器设计的一个充分条件 .数值仿真表明 ,该控制方法易于实现、控制代价小、能使原混沌系统的不稳定不动点稳定 ,而且具有一定的鲁棒性。

关键词： washout滤波器混沌控制混沌系统参数受扰动数值仿真鲁棒性

采用平均法的含输入滤波器电压型Buck变换器稳定性分析

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中国电机工程学报 2008年第36期28卷 40-46页

作者：李明戴栋马西奎电力设备电气绝缘国家重点实验室(西安交通大学) 陕西省西安市710049

输入滤波器与DC-DC变换器之间的相互作用是分布式电源系统中的一个常见问题。基于平均模型,研究含有2阶输入滤波器和电压型Buck变换器的级联系统稳定性问题。结果表明,输入滤波器对后级Buck变换器稳定性具有双重效果,即根据阻尼电阻Rf... 详细信息

输入滤波器与DC-DC变换器之间的相互作用是分布式电源系统中的一个常见问题。基于平均模型,研究含有2阶输入滤波器和电压型Buck变换器的级联系统稳定性问题。结果表明,输入滤波器对后级Buck变换器稳定性具有双重效果,即根据阻尼电阻Rf的不同,可以扩大或减小独立运行的Buck变换器稳定运行的参数范围。当PI控制器的参数选择在扩大了的稳定性参数范围内,阻尼电阻Rf的极端增大或减小都会引起系统的低频振荡。这种情况下,现有的阻尼电阻设计标准将不再适用。电路实验验证了理论分析的结果。

关键词：输入滤波器 Buck变换器稳定性平均模型低频振荡