检索结果-南通市图书馆

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

三时间尺度下非光滑电路中的簇发振荡及机理

力学学报 2021年第3期53卷 855-864页

作者：毛卫红张正娣张苏珍江苏大学数学科学学院江苏镇江212013

实际工程应用中存在着诸如冲击、干摩擦、切换等非光滑因素,以此建立的动力学模型是包含非光滑项的系统.目前针对非光滑动力系统的研究大多基于单一尺度或者两尺度,而含有更多尺度的非光滑动力系统可能会存在更复杂的动力学现象.本论文... 详细信息

实际工程应用中存在着诸如冲击、干摩擦、切换等非光滑因素,以此建立的动力学模型是包含非光滑项的系统.目前针对非光滑动力系统的研究大多基于单一尺度或者两尺度,而含有更多尺度的非光滑动力系统可能会存在更复杂的动力学现象.本论文旨在探讨非光滑动力系统中的多尺度效应及其分岔机制.基于典型的非光滑蔡氏电路,引入一个与系统固有频率存在量级差的周期变化的激励项,同时通过选取适当的参数值,建立了一个三时间尺度耦合下的、含有两个分界面的四维分段线性电路系统模型,研究了该系统存在的簇发振荡行为及其分岔机制.首先,将对应快尺度与中间尺度的变量合并作为快变量,将对应慢尺度的变量看作慢变量,重新划分了快慢子系统,从而将三时间尺度耦合问题转化为两时间尺度耦合问题去分析.然后根据双参数下的Hopf分岔情况,对应于慢子流形的不同稳定性,给出了不同参数下系统存在的两种典型的簇发振荡行为.最后,基于快慢分析法,结合转换相图以及慢子流形在非光滑分界面上的非光滑动力学行为的详细讨论,分析了不同簇发振荡相互转化的分岔机制,发现了一个新的簇发振荡的演化路径,即由破坏性的擦边分岔诱导的簇发振荡.

关键词：非光滑系统三时间尺度非光滑分岔簇发振荡

基于相图法的水电二阶切换系统动力学特性与振荡分析

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

电力自动化设备 2023年第4期43卷 78-83,113页

作者：薛安成庄文彬熊鸿韬王嘉伟杨滢刘晓博华北电力大学新能源电力系统国家重点实验室北京102206 国网浙江省电力有限公司电力科学研究院浙江杭州310014 国网浙江省电力有限公司调度控制中心浙江杭州310007

高比例水电系统在大扰动下出现了死区、限幅作用的超低频频率振荡,其所对应的切换系统仍缺乏动力学特性分析。鉴于此,基于二阶切换系统动力学特性,结合相图法分析系统参数对其动力学特性的影响,揭示系统在不同扰动、阻尼下发生频率振荡... 详细信息

高比例水电系统在大扰动下出现了死区、限幅作用的超低频频率振荡,其所对应的切换系统仍缺乏动力学特性分析。鉴于此,基于二阶切换系统动力学特性,结合相图法分析系统参数对其动力学特性的影响,揭示系统在不同扰动、阻尼下发生频率振荡的动力学机理。首先给出水电二阶切换系统描述,分析了系统的平衡点存在性。其次结合相图法分析不同运行条件下系统的动力学特性,证明了相关极限环的存在性。最后分析了系统的非光滑分岔特性。结果表明:当平衡点正阻尼、系统调节区域负阻尼时存在1个稳定极限环,对应严重大扰动下的频率振荡;当平衡点负阻尼、系统有限幅时存在2个稳定极限环,分别对应一般、严重大扰动下的频率振荡,且二者振荡频率较为接近。

关键词：切换系统相图法频率振荡极限环非光滑分岔

并网VSC系统正阻尼时的一类切换型振荡分析

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

电力自动化设备 2022年第6期42卷 84-89页

作者：薛安成汪云涛乔登科王永杰付潇宇华北电力大学新能源电力系统国家重点实验室北京102206 国网湖南省电力有限公司检修公司湖南长沙410007

遭受大扰动作用后具有正阻尼特性的并网电压源换流器(VSC)系统仍存在振荡失稳风险,即当电流达到限幅值时会引发一类切换型振荡。为此,结合降阶模型分析其振荡原因。首先建立了并网VSC系统的简化状态空间模型,并分析了该模型的小扰动特... 详细信息

遭受大扰动作用后具有正阻尼特性的并网电压源换流器(VSC)系统仍存在振荡失稳风险,即当电流达到限幅值时会引发一类切换型振荡。为此,结合降阶模型分析其振荡原因。首先建立了并网VSC系统的简化状态空间模型,并分析了该模型的小扰动特性与该模型参数对小扰动特性的影响。其次分析了d轴电流达到限幅值对该系统正阻尼下动态的影响,发现大扰动下并网VSC系统会因d轴电流达到限幅值产生切换型振荡。再次从电流达到限幅值获得的降阶模型角度,揭示了该切换型振荡的产生原因在于物理降阶系统出现负阻尼振荡。最后讨论了物理降阶系统与原系统中振荡产生原因的关联性,可以推测物理降阶系统发生负阻尼振荡是原系统发生切换型振荡的必要条件。

关键词：换流器限幅切换型振荡非光滑分岔

同方期刊数据库

不连续运行模式电流型Buck-Boost变换器中的分岔和混沌

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

西安交通大学学报 2003年第8期37卷 800-803页

作者：李小峰戴栋马西奎西安交通大学电气工程学院西安710049

在不连续运行模式条件下,建立了分析电流反馈型Buck Boost变换器中的分岔行为和混沌过程的分段离散迭代映射方程,得到了以输入电压E为参数的分岔图和相图.数值结果表明,工作于不连续模式下的电流反馈型Buck Boost变换器会出现特有的一... 详细信息

在不连续运行模式条件下,建立了分析电流反馈型Buck Boost变换器中的分岔行为和混沌过程的分段离散迭代映射方程,得到了以输入电压E为参数的分岔图和相图.数值结果表明,工作于不连续模式下的电流反馈型Buck Boost变换器会出现特有的一些非光滑分岔现象.例如,与光滑系统中典型的倍周期分岔不同的是,在周期1到周期2的倍周期分岔点附近,周期2轨道分枝不垂直于周期1轨道分枝,并且直接经周期6到达混沌态.

关键词： DC/DC变换器分段光滑系统非光滑分岔混沌

含有阈值控制策略Hindmarsh-Rose系统的簇发振荡分析

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

力学季刊 2021年第4期42卷 641-651页

作者：葛亚威陈少敏毕勤胜江苏大学土木工程与力学学院江苏镇江212013

本文研究了阈值控制策略下不同尺度耦合系统的簇发振荡及其机理.以包含周期激励项的HindmarshRose模型为例,当激励频率与系统固有频率存在量级差异时,引入阈值控制策略,建立了频域间存在快慢耦合的Filippov系统.因激励项可以被视为一个... 详细信息

本文研究了阈值控制策略下不同尺度耦合系统的簇发振荡及其机理.以包含周期激励项的HindmarshRose模型为例,当激励频率与系统固有频率存在量级差异时,引入阈值控制策略,建立了频域间存在快慢耦合的Filippov系统.因激励项可以被视为一个慢变参数,我们可以相应地得到一个向量场不连续的广义自治系统,从而分析了系统在不同区域随慢变参数变化的平衡点及相关分岔.特别地,由于系统的非光滑特性,我们也分析了非光滑分岔出现的条件,给出了滑动区域的解析表达式.基于阈值控制策略,研究了三种切换条件下的簇发振荡,指出了非光滑分界面的变化会产生不同的非光滑分岔,进而导致不同滑动现象的发生,表现为不同形式的沉寂态与激发态.通过叠加转换相图与分岔图,簇发机理得以揭示.

关键词：非光滑分岔簇发振荡阈值控制策略 Filippov系统

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

一类非线性系统中的不同尺度效应及机理研究

一类非线性系统中的不同尺度效应及机理研究

作者：张冉江苏大学

学位级别：硕士

非光滑系统中的多尺度效应是近些年来国内外学者比较关注的重点研究课题之一,本文着重探讨非光滑Filippov系统在不同尺度效应下的簇发振荡机制,主要研究簇发振荡过程中,系统位于非光滑分界面处的动力学行为及发生的非光滑分岔的类型.通... 详细信息

非光滑系统中的多尺度效应是近些年来国内外学者比较关注的重点研究课题之一,本文着重探讨非光滑Filippov系统在不同尺度效应下的簇发振荡机制,主要研究簇发振荡过程中,系统位于非光滑分界面处的动力学行为及发生的非光滑分岔的类型.通过数值模拟给出了系统在不同组参数下的簇发振荡相图,呈现出轨线在非光滑分界面处发生的不同模式的簇发振荡现象,同时运用分岔理论解释了不同模式间相互转化的机理,并分析了非常规分岔对系统复杂动力学行为的影响.首先,以混沌地磁场模型为例,引入非光滑因素,添加外周期激励,构造了含不同尺度的Filippov系统.通过对每个区域内的平衡点进行稳定性分析,给出了簇发振荡过程中fold分岔和Hopf分岔可能出现的条件.并借助微分包含理论,对系统位于分界面处的轨迹进行非常规分岔分析.数值模拟表明选取两组不同的参数,系统将发生不同类型的簇发振荡,同光滑分岔一样,非光滑分岔也会影响激发态中簇发吸引子的结构,由平衡点的非光滑转换导致的非光滑鞍结同宿分岔将使得轨线在激发态和沉寂态间的转迁方式发生变化.单一的fold/fold式簇发与非光滑分岔的产生无关.此外,通过数值模拟还发现系统参数的改变也将导致轨线振荡出现由周期向混沌过度的趋势.其次,以Lü系统为原型构造的Filippov系统为例,首先分析了该系统中存在的各类平衡点及可能出现的分岔.然后固定系统中的其余参数,单一的改变参数b的大小,数值模拟出轨线在非光滑分界面处的动力学行为.结合数值计算和分岔理论的相关知识,确定了系统在分界面处所发生的分岔类型.最终通过将单参数分岔图和转换相图进行叠加,详细的阐述了轨线在一个周期内的簇发振荡机理.

关键词：多时间尺度非光滑系统簇发振荡非光滑分岔

大扰动下计及切换的含双馈风电系统的稳定特性分析

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

大扰动下计及切换的含双馈风电系统的稳定特性分析

作者：付潇宇华北电力大学(北京)

学位级别：硕士

世界各国为应对能源与环境危机而改变传统能源格局,大力发展可再生能源发电,其中以风力发电为代表。随着风电并网渗透率逐年攀升,电网的稳定运行也面临着新的挑战,特别地,风电机组并网采用的电力电子换流器之间或与网络的动态交互作用... 详细信息

世界各国为应对能源与环境危机而改变传统能源格局,大力发展可再生能源发电,其中以风力发电为代表。随着风电并网渗透率逐年攀升,电网的稳定运行也面临着新的挑战,特别地,风电机组并网采用的电力电子换流器之间或与网络的动态交互作用带来了新的次/超同步振荡风险。然而现有研究大多采用基于小信号模型的分析方法,主要关注小干扰下的负阻尼型的次同步振荡,但是对大扰动下的特殊非线性切换环节参与振荡的机理研究相对较少。有鉴于此,本文研究大扰动下的非线性控制切换环节对双馈风机并网系统稳定特性的影响,主要工作如下:(1)发现了双馈风机并网系统正阻尼时,大扰动期间限幅作用的次同步频段振荡现象。该振荡对应于非光滑系统的非光滑振荡,数学上属于全局动力学范畴,并分析了限幅的影响和对不同参数的非光滑分岔特性。首先介绍了非光滑分岔理论与切换型振荡;其次介绍了双馈风机并网系统和转子侧换流器(RSC)的功率外环中d/q轴电流限幅以及分析了上述d/q轴电流限幅引起的切换型次同步频段振荡现象。进一步分析了短路容量、故障接地电阻、功率外环的PI参数等对振荡的影响,揭示了振荡相对于一个参数的非光滑分岔。最后,在平面上给出了功率外环PI参数的非光滑分岔特性,表明切换型振荡可能与不同限幅的饱和相关。(2)发现了双馈并网系统正阻尼时,大扰动后限幅起作用的切换型混沌失稳形式,在数学上对应着非光滑系统轨迹发生从收敛至平衡点到混沌的非光滑分岔,并分析了多种参数的非光滑分岔特性。首先,介绍了切换动力系统的非光滑分岔和切换型混沌;其次,分析了交流故障后双馈风机系统发生的复杂振荡现象,利用功率谱和Lyapunov指数确认其为混沌振荡,并分析了其拟周期的频率漂移特性;然后,分析了混沌振荡与限幅饱和间的关系,揭示了该混沌是由多个限幅饱和(非光滑系统切换)引起的,本质上为切换型混沌振荡;最后,从短路比、故障条件和风速等角度分析了大扰动后的切换型混沌振荡的非光滑分岔特性,结果表明在较低短路比、较大故障冲击下系统更易发生切换型混沌振荡。(3)建立了并网VSC的简化状态空间模型,分析了其小扰动稳定性,发现了该VSC系统正阻尼时的一类由电流限幅环节饱和引发的切换型振荡现象,结合物理降阶模型,分析其可能的振荡原因。首先,分析了d轴电流限幅饱和对该系统正阻尼下动态的影响,发现大扰动下会出现一类限幅持续饱和的切换型振荡,并分析了数学降阶系统的平衡点和存在的问题;再次,从电流限幅饱和获得的物理降阶模型角度,分析了该切换型振荡的产生原因,即降阶系统出现负阻尼振荡;最后,讨论了物理降阶系统的振荡参数条件和原系统切换型振荡的参数条件的联系。(4)针对并网VSC系统中不对称的单边d轴电流限幅(AU-d-CL)参与的负阻尼的次同步振荡,提出了基于单边限幅的描述函数和广义Nyquist判据的近似分析方法。首先分析了 AU-d-CL参与的负阻尼振荡现象;其次,给出了 VSC系统的频域模型和AU-d-CL的描述函数;最后,结合AU-d-CL的描述函数和广义Nyquist判据,近似计算了不同参数下和限幅值时的振荡幅值和频率,结果表明计算结果和仿真结果基本一致,可解释次同步振荡在不同限幅下频率基本不变,振荡幅值变化的现象。

关键词： DFIG 切换型振荡限幅环节非光滑分岔描述函数

慢变周期激励下非光滑Hindmarsh-Rose模型的簇发振荡及其机理研究

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

慢变周期激励下非光滑Hindmarsh-Rose模型的簇发振荡及其机理研究

作者：葛亚威江苏大学

学位级别：硕士

由于非光滑因素的普遍存在,非光滑系统理论一直具有广泛的应用背景。Filippov系统作为一种特殊的非光滑系统,其位于分界面两侧的向量场不连续导致轨线在与分界面接触时会产生十分复杂的动力学行为,如滑动现象。同时多尺度结构的存在会... 详细信息

由于非光滑因素的普遍存在,非光滑系统理论一直具有广泛的应用背景。Filippov系统作为一种特殊的非光滑系统,其位于分界面两侧的向量场不连续导致轨线在与分界面接触时会产生十分复杂的动力学行为,如滑动现象。同时多尺度结构的存在会导致系统表现出快过程与慢过程交替出现的情形。当两者耦合时,系统将表现出特殊的非光滑类型的簇发振荡现象。这些动力学特性无法通过传统的动力学来解释,需要进一步发展相关理论。此外,当前关于在动力系统中采取不同的控制策略的研究也越来越受关注。基于上述原因,文章以含有周期慢激励的一类Filippov型Hindmarsh-Rose系统为例,采用不同的控制策略,如激励幅值控制策略、阈值控制策略,通过对广义的快子系统的平衡点进行稳定性分析,分岔分析,快慢分析法从而对整个耦合快慢系统的多尺度动力学展开研究,探讨其复杂运动行为的产生原因与机理。本文主要研究工作如下:第一部分:建立了慢变周期外激励下的二维Filippov型Hindmarsh-Rose系统,引入激励幅值控制策略研究不同尺度耦合的快慢效应产生机理。首先利用快慢分析法,获得了广义自治系统,即快子系统。通过对快子系统进行分岔分析,我们得到了状态变量关于参数的S型结构平衡曲线。Filippov系统中存在着位于非光滑分界面上的伪平衡点,这会导致轨线在分界面上会出现滑动现象。当控制激励振幅时,慢变参数将会穿越不同的分岔区域,导致快子系统涉及不同的分岔类型,从而导致整个耦合系统的快慢运动的结构发生变化。而根据系统中涉及的分岔对快慢运动结构的具体影响可以大致分为两类:其一是导致耦合系统轨线在快过程与慢过程之间往复转迁的平衡点的分岔,如Hopf分岔、非光滑Hopf分岔;其二则是导致快过程结构改变的关于极限环的分岔,如极限环的切换滑动分岔、极限环的擦边滑动分岔。第二部分:本部分仍然采用第一部分中的系统进行研究,与之相异的是,此时采用的是不同的控制策略,即阈值控制策略。通过快慢分析法与分岔分析法对系统进行研究,我们发现:由于非光滑分岔发生在分界面与轨线的接触位置处,当阈值发生改变时,非光滑分界面与轨线的接触位置也会发生改变,这将导致快子系统中边界平衡点分岔的位置会发生改变,如非光滑Hopf分岔。快子系统中存在着极限环,当控制阈值参数时,会产生关于极限环的非光滑分岔,如极限环的切换滑动分岔、极限环的擦边滑动分岔,这些分岔都会影响耦合系统的快慢运动结构。此外,非光滑分界面位置的改变将会使系统的平衡点以及光滑分岔点在真实状态与虚拟状态间来回转换,从而掌控轨线的运动或失去对轨线运动的控制。第三部分:本部分仍然采用阈值控制策略,针对参外联合激励作用下的三维Filippov型Hindmarsh-Rose系统的快慢效应进行研究。此时发现,由于参数激励项的存在,系统的平衡曲线不再是光滑的S型曲线结构,而是变成了具有渐近线的双曲线结构。系统的光滑子区域中存在着亚临界Hopf分岔,它会导致光滑极限环的产生。随着阈值发生变化,系统中先后出现了光滑的同宿分岔、非光滑fold分岔、非光滑全局分岔。非光滑全局分岔的出现将会导致伪平衡点与非光滑极限环之间的相互演化。这些分岔的出现将会改变耦合系统簇发振荡的结构。此外,亚临界Hopf分岔存在慢通道效应,导致轨线经过该分岔时保持振幅逐渐减小的振荡,运动一段距离后,最终才收敛到稳定的平衡线上。

关键词： Filippov系统两尺度动力学非光滑分岔阈值控制策略簇发振荡

含增强型死区的水电系统切换型频率振荡分析与控制研究

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

含增强型死区的水电系统切换型频率振荡分析与控制研究

作者：刘晓博华北电力大学(北京)

学位级别：硕士

为优化能源配置,我国电网建设以区域互联为主要发展方向,但长输电距离、高输送功率的运行工况使互联电网振荡问题较为突出。此外,为响应“双碳”目标,各类清洁能源在发电量中的比重不断上升,水电为主要代表之一,然而水电机组结构复杂,... 详细信息

为优化能源配置,我国电网建设以区域互联为主要发展方向,但长输电距离、高输送功率的运行工况使互联电网振荡问题较为突出。此外,为响应“双碳”目标,各类清洁能源在发电量中的比重不断上升,水电为主要代表之一,然而水电机组结构复杂,运行工况受外部环境影响较大,为水电高占比互联电网带来了新的超低频频率振荡风险。目前,对于该类振荡的研究主要为基于近似线性化模型的小扰动分析方法,对于水电机组中非线性切换环节在大扰动情形下被触发所引起的超低频频率振荡机理和控制方法研究较少。有鉴于此,本文主要研究大扰动下增强型死区切换环节对于高水电占比电力系统稳定特性的影响,论文主要工作如下:(1)发现了含有增强型死区的简化单水电机组系统有2类切换型频率振荡,并结合Filippov系统分岔和负荷参数,揭示其分别对应类Hopf分岔和C型非光滑分岔。首先介绍了 Filippov非光滑系统及其分岔理论;其次,建立含有增强型死区的单水电机组单负荷4阶时域简化模型;最后,分析了该系统在负荷扰动参数下的边界穿越型平衡点分岔以及非光滑极限环的分岔特性。结果表明,含增强型死区水电系统存在2种类型的切换型超低频频率振荡,分别对应Filippov系统的类Hopf分岔和C型非光滑分岔。(2)结合轨线滑动/穿越切换面判据,分析了对应类Hopf分岔的振荡轨线的滑动区域特性和轨线临界特性,并发现其对应Filippov非光滑系统的新型类Hopf分岔,即临界滑动分岔。首先,介绍了 Filippov系统的滑动分岔理论以及轨线滑动/穿越的判定方法;其次,指出了含增强型死区单机系统在发生类Hopf分岔时出现的类滑动现象;再次,理论推导获得了死区切换边界上的滑动区域;最后,通过仿真,从扰动后负荷参数角度分析振荡对应的轨线与滑动区域的位置关系以及轨线的滑动/穿越特性。结果表明:含增强型死区的单机水电系统(Filippov系统)存在滑动区域,系统随负荷参数变化出现的超低频频率振荡现象对应的类Hopf分岔,是一种在现有文献未见报道的新型Filippov系统类Hopf分岔,命名为临界滑动分岔。(3)针对2类切换型超低频频率振荡,分别提出了采用调节调速系统PI参数和改变非光滑系统结构的控制方法。首先,针对与稳定平衡点共存的第Ⅱ类切换型频率振荡,采用阻尼转矩法分析了在其振荡频率范围内,调速系统PI参数对自身阻尼特性的影响,并分析了增加阻尼抑制该类振荡的可行性;然后,针对提升阻尼无法抑制的第Ⅰ类切换型频率振荡(系统无平衡点),分析改变非光滑系统结构对系统分岔特性的影响以及对振荡的抑制效果。结果表明,降低调速系统PI参数可提升系统阻尼,减少增强型死区的切换作用,对于抑制第Ⅱ类切换型超低频频率振荡具有明显效果;改变非光滑系统结构可避免发生临界滑动分岔,能有效抑制第Ⅰ类切换型超低频频率振荡。

关键词：超低频频率振荡增强型死区 Filippov系统非光滑分岔振荡抑制