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考虑雨强和土壤湿度的时变增益产流机理研究

考虑雨强和土壤湿度的时变增益产流机理研究

作者：史超武汉大学

学位级别：硕士

径流形成与转化是水文学研究的核心科学问题之一,影响因素复杂。基于系统理论的水文时变增益机理与模型抓住复杂产流现象中的非线性关系,据此深入探求时变增益非线性产流机理,寻找其与主要控制因素的联系,是研究非线性水文理论的关键,... 详细信息

径流形成与转化是水文学研究的核心科学问题之一,影响因素复杂。基于系统理论的水文时变增益机理与模型抓住复杂产流现象中的非线性关系,据此深入探求时变增益非线性产流机理,寻找其与主要控制因素的联系,是研究非线性水文理论的关键,其成果可为中小河流治理和山洪预警提供重要的水文科学依据。本研究针对半干旱湿润地区复杂的降雨-径流非线性问题,通过开展室外人工降雨径流实验,采用对比控制实验变量-雨强和前期土壤湿度的方案,在验证传统时变增益产流模式的基础上,综合考虑了不同前期土壤湿度与雨强条件对于产流增益的影响,进一步建立多因素的新非线性产流模式。主要研究成果如下:(1)开展仿自然土体的降雨径流室外实验,总结出多因素影响下的产流的物理规律,对实验数据进行分析,明晰了非线性产流主要控制因素的核心关系:时变增益关系曲线整体都表现为随着土壤含水量增加而产流增益因子上升.的曲线。通过点绘图曲线分析得:对于不同前期土壤湿度情况,分别呈现下凸、直线、上凸的线型。进行多种线型关系拟合,总结出时变增益关系符合幂指数关系,佐证了原时变增益理论成果的正确性。(2)对比了不同场次自变量对于时变增益关系的影响,创新地提出考虑场次不同的前期土壤含水量与雨强过程的非线性时变增益产流公式。在原先幂指数公式的基础上,总结出了雨强因素和前期土壤含水量因素对产流增益因子有倍数增减的作用,同时前期土壤含水量又与产流线型有关。新的时变增益公式由三个幂指数项:前期土壤含水量条件项、雨强项、时变土壤含水量项取幂乘积组成,同时前期土壤含水量以倒数形式构成时变土壤含水量项的幂次。(3)提出了综合考虑雨强和土壤含水量的时变增益模型,并将其应用于降雨径流非线性关系突出、洪水峰值及过程难预测的湖北省的中小流域开展实例研究。新模型较原模型在整体评价、场次合格率检验上都有显著的精度提高,同时能保持稳定的水量平衡。在洪水过程评价方面:四个流域率定期平均Nash效率系数91.03%,WB水量平衡系数99.23%,验证期平均Nash效率系数88.08%,WB水量平衡系数103.78%。在洪峰模拟评价方面:四个流域率定期洪峰误差场次平均减少了 10.75%,验证期平均减少了 17.22%。(4)得出了前期土壤含水量与径流系数相关关系,及其在洪水预警中的应用。通过大量计算数据的点绘关系,前期的土壤含水量与次洪径流系数之间有着较高的相关系数,表明其对于次洪径流系数有着一定影响。当降雨量达到一定阈值,计算出前期土壤含水量较高时,则洪量较大,需要做好相应的洪水预警工作。

关键词：时变增益人工降雨径流实验多因素考虑幂指数关系水文模拟

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基于AD603的时变增益放大器的实现

电子测量技术 2008年第4期31卷 29-32页

作者：吴建斌田茂华中师范大学信息技术系武汉430079 武汉大学电信学院武汉430079

探地雷达回波信号具有动态范围大、频带宽等特点,如果不对回波信号进行处理直接进行A/D转换,则会出现动态范围不匹配的问题,严重影响雷达的探测深度和分辨率。为此,本文采用AD603设计了一时变增益放大器对回波信号进行处理,通过对不同... 详细信息

探地雷达回波信号具有动态范围大、频带宽等特点,如果不对回波信号进行处理直接进行A/D转换,则会出现动态范围不匹配的问题,严重影响雷达的探测深度和分辨率。为此,本文采用AD603设计了一时变增益放大器对回波信号进行处理,通过对不同时间的回波信号给以不同的增益来补偿A/D转换器的动态范围的不足,达到与回波信号动态范围相匹配的目的。本文给出了详细的设计思想和原理电路图,实测结果表明,文中所设计的时变增益放大器能满足雷达系统的需求,具有很强的实用价值。

关键词：探地雷达时变增益动态范围

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一种新的远距离超声测障传感器时变增益电路

微计算机信息 2012年第7期28卷 1-2,5页

作者：崔慧海李焱刘树强周歆长沙国防科技大学机电工程与自动化学院宁波电业局计量中心

在地面自主车辆的导航与控制研究中,远距离超声传感器对于障碍检测具有重要意义。针对加大发射功率和减小死区距离,提高探测灵敏度和信号饱和、自激振荡之间的矛盾,提出了一种基于TL026控制芯片的超声传感器时变增益电路设计方案,并在... 详细信息

在地面自主车辆的导航与控制研究中,远距离超声传感器对于障碍检测具有重要意义。针对加大发射功率和减小死区距离,提高探测灵敏度和信号饱和、自激振荡之间的矛盾,提出了一种基于TL026控制芯片的超声传感器时变增益电路设计方案,并在此基础上实现了远距离超声测距系统。野外环境中的实验结果表明,时变增益方案显著提高了超声传感器的有效探测范围。

关键词：超声传感器障碍检测时变增益

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一种具有时变观测器增益的摩擦补偿方法

电机与控制学报 2011年第11期15卷 46-49,54页

作者：黄显林鲍文亮卢鸿谦尹航哈尔滨工业大学控制理论与制导技术研究中心黑龙江哈尔滨150001

为有效抑制摩擦扰动对光电平台性能的影响,针对环架轴系间的摩擦由LuGre模型描述的情况,设计自适应摩擦补偿控制器。提出一种采用具有时变增益摩擦状态观测器的摩擦补偿方法,通过类李雅普诺夫分析证明整个闭环系统跟踪误差的渐近收敛性... 详细信息

为有效抑制摩擦扰动对光电平台性能的影响,针对环架轴系间的摩擦由LuGre模型描述的情况,设计自适应摩擦补偿控制器。提出一种采用具有时变增益摩擦状态观测器的摩擦补偿方法,通过类李雅普诺夫分析证明整个闭环系统跟踪误差的渐近收敛性。仿真结果表明,通过对时变增益函数中设计参数的适当选择,相比采用具有常数增益的观测器,系统的角速度跟踪误差进入0.03 rad/s误差带的时间由62 s提升至44.5 s,稳态误差峰峰值由0.041 3 rad/s提升至0.032 5 rad/s。系统获得了响应速度和响应精确度的同时提升。

关键词：光电平台视轴稳定摩擦补偿时变增益自适应控制

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一类时变系统的变增益自抗扰控制方法

现代信息科技 2023年第6期7卷 17-20页

作者：李迎光陈仁义华北水利水电大学电气工程学院河南郑州450045

文章针对一类具有时变性质的受扰线性系统,设计一种可实现干扰抑制的变增益自抗扰控制方法。通过设计时变增益的扩张状态观测器,完成对系统的状态观测和扰动估计。基于状态反馈的控制律完成对总扰动的补偿。最后,通过在MATLAB/Simulink... 详细信息

文章针对一类具有时变性质的受扰线性系统,设计一种可实现干扰抑制的变增益自抗扰控制方法。通过设计时变增益的扩张状态观测器,完成对系统的状态观测和扰动估计。基于状态反馈的控制律完成对总扰动的补偿。最后,通过在MATLAB/Simulink中的数值仿真进行了变增益自抗扰控制与线性自抗扰控制的对比实验,仿真结果验证了该文所提方法的有效性。

关键词：时变系统干扰抑制扩张状态观测器自抗扰控制时变增益

基于可变增益的双馈风电机组频率波动平抑方法

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太阳能学报 2023年第4期44卷 173-179页

作者：杨德健许益恩郑太英张新松华亮金朝阳现代电力系统仿真控制与绿色电能新技术教育部重点实验室(东北电力大学) 吉林132012 南通大学电气工程学院南通226019 浙江大学电气工程学院杭州310058 电网智能化调度与控制教育部重点实验室(山东大学) 济南250061

随着风电大规模并网,电网频率稳定成为不可忽略的关键问题之一,双馈风电机组可通过释放、存储旋转动能参与平抑系统频率波动,改善系统频率稳定性。不同运行工况下,双馈风电机组释放、存储旋转动能的能力存在差异,基于此,该文量化分析释... 详细信息

随着风电大规模并网,电网频率稳定成为不可忽略的关键问题之一,双馈风电机组可通过释放、存储旋转动能参与平抑系统频率波动,改善系统频率稳定性。不同运行工况下,双馈风电机组释放、存储旋转动能的能力存在差异,基于此,该文量化分析释放、存储旋转动能的能力,提出一种可变增益的系统频率波动平抑策略,即低频偏移时,控制增益设定为风电机组旋转动能释放能力的一次函数;高频偏移时,控制增益设定为风电机组旋转动能存储能力的一次函数,该策略在避免频率波动平抑能力不足和过度调节的同时,实现对频率波动平抑的自主控制,基于EMTP-RV软件平台的仿真实验验证了该文所提频率波动平抑控制策略的有效性。

关键词：风力发电频率稳定双馈风电机组动能释放能力动能储存能力时变增益

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干涉合成孔径声纳系统中的数据采集

数据采集与处理 2007年第4期22卷 501-506页

作者：邹志农唐劲松汪铭东海军工程大学电子工程学院武汉430033

为了协调测绘速率与方位模糊之间的矛盾,给出了干涉合成孔径声纳采集系统中信号源的设计、多路回波信号的同步采集、时变增益的控制、姿态数据的获取等问题的解决方案,采用双线程技术实现了回波与姿态数据的同时采集。经干涉合成孔径声... 详细信息

为了协调测绘速率与方位模糊之间的矛盾,给出了干涉合成孔径声纳采集系统中信号源的设计、多路回波信号的同步采集、时变增益的控制、姿态数据的获取等问题的解决方案,采用双线程技术实现了回波与姿态数据的同时采集。经干涉合成孔径声纳湖试检验,证明此采集系统是稳定可行的。

关键词：干涉合成孔径声纳同步数据采集时变增益

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一种改进的带调节因子状态反馈控制设计

控制与决策 2009年第6期24卷 949-952,956页

作者：何率天杜春彦李枝昌空军第一航空学院基础部河南信阳464000

研究一类线性时滞系统的时变增益控制问题.采用带调节因子的Lyapunov泛函分析闭环系统的稳定性,得到一个带调节因子的闭环系统稳定的充分条件,该条件可表示为与时滞相关的线性矩阵不等式的形式.通过引入灵敏度参数,增强了调节因子对反... 详细信息

研究一类线性时滞系统的时变增益控制问题.采用带调节因子的Lyapunov泛函分析闭环系统的稳定性,得到一个带调节因子的闭环系统稳定的充分条件,该条件可表示为与时滞相关的线性矩阵不等式的形式.通过引入灵敏度参数,增强了调节因子对反馈增益的调节力度,使得反馈增益可根据系统当前状态及其变化率迅速改变自身大小,从而实现了不同时刻的系统用不同的反馈增益来控制,减小了闭环系统的超调量、振荡次数和响应时间,优化了系统的动态性能.仿真示例验证了所给方法的有效性.

关键词：时滞系统线性矩阵不等式时变增益调节因子灵敏度参数

基于时变观测器的变体飞行器有限时间鲁棒控制

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北京航空航天大学学报 2024年

作者：孙冰陈伟吉林化工学院信息与控制工程学院中国工程物理研究院总体工程研究所

变体飞行器在变体过程中具有强非线性、强耦合和强时变等特性，给其飞行控制系统设计带来了较大挑战。针对该问题，提出了一种时变增益扩张状态观测器，对系统耦合项进行精确逼近。结合自适应反步控制技术、有限时间控制理论，设计了一... 详细信息

变体飞行器在变体过程中具有强非线性、强耦合和强时变等特性，给其飞行控制系统设计带来了较大挑战。针对该问题，提出了一种时变增益扩张状态观测器，对系统耦合项进行精确逼近。结合自适应反步控制技术、有限时间控制理论，设计了一种有限时间有界的鲁棒自适应控制器，通过设计障碍Lyapunov函数，逐级递推得到实际控制律和自适应网络更新律，保证了系统指令跟踪误差在有限时间内能够收敛到预先给定的范围内。最后，通过姿态控制仿真对所设计控制系统的有效性进行验证，通过仿真结果可以看到，变体飞行器在变体过程中能够很好地跟踪指令信号，基本不受变体速率的影响。

关键词：变体飞行器时变增益扩张状态观测器有限时间有界鲁棒控制