Алгоритмизация и исследования процесса прогнозирования аномальной динамики импульсных систем преобразования энергии

• Автор: Алтынников, Иван Владимирович
• Шифр специальности: 05.13.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Орел
• Количество страниц: 117 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.
1 МАТЕМАТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ИССЛЕДОВАНИЯ ДИНАМИКИ ИМПУЛЬСНЫХ СИСТЕМ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ЭНЕРГИИ.

1.1 Особенности математического описание импульсных систем преобразования энергии.

1.2 Формирование математической модели преобразователя напряжения с импульсным управлением

1.3 Решение математической модели.

1.4 Обработка экспериментальных данных

Результаты главы 1

Выводы главы 1

2 АНАЛИЗ МЕТОДОВ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ ДИНАМИКИ ИМПУЛЬСНЫХ СИСТЕМ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ЭНЕРГИИ.

2.1. Особенности динамики ИСПЭ

2.2 Постановка задачи прогнозирования динамики ИСПЭ.
2.3 Анализ методов прогнозирования динамики нелинейных систем.
Результаты главы 2
Выводы главы 2
3 ФОРМИРОВАНИЕ МЕТОДОВ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ АНОМАЛЬНОЙ ДИНАМИКИ ИМПУЛЬСНЫХ СИСТЕМ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ЭНЕРГИИ ПО БЫСТРОИЗМЕНЯЮЩЕЙСЯ КОМПОНЕНТЕ.
3.1 Фрактальные закономерности в динамике нелинейных систем
3.2 Метод прогнозирования динамики ИСПЭ по быстроизменяющейся компоненте на основе областей существования тпроцессов.
3.3 Метод прогнозирования динамики ИСПЭ по быстроизменяющейся компоненте на основе ансамбля синхронизированных временных рядов
Результаты главы 3.
Выводы главы 3.
4 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССА ПРОГНОЗИРОВАНИЯ АНОМАЛЬНОЙ ДИНАМИКИ
ИМПУЛЬСНЫХ СИСТЕМ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ЭНЕРГИИ.
4.1 Описание экспериментальной установки
4.2 Функциональная ШЕРОмодель экспериментальных
исследований.
4.3 Методика экспериментального исследования
Результаты главы 4
Выводы главы 4
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ


Таким образом, решение проблемы предотвращения аномальных сценариев развития динамики ИСПЭ при их проектировании зависит от адекватности принятых упрощений и является непосредственно связанной с опытом проектировщика, как «эксперта по упрощениям». В направлении сходимости переходных процессов может присутствовать неопределенность, что является следствием пересечения областей существования эксплуатационного и аномальных периодических процессов в параметрическом пространстве. Эта неопределенность выражается в том, что при действующих (и, в общем случае, неизвестных) значениях параметров импульсная система может устойчиво функционировать в одном из нескольких режимов, но в каком именно? При этом, неопределенность модели возмущающих воздействий обуславливает многомерность и большой объем фазового пространства, в котором могут находиться начальные условия для конкретной реализации переходного процесса. В этой связи, «прогнозирование», как идентификация периодического процесса до его установления, должно быть реализовано до завершения соответствующего переходного процесса. При этом, необходимо учитывать, возможность краткосрочности переходных процессов, длительность которых может составлять «от единиц» периодов ШИМ (при частоте модуляции от единиц до сотен кГц). В этом случае условием реализации прогнозирования является возможность идентификации текущего состояния ИСПЭ в режиме реального времени, когда суммарное время на получение и обработку данных должно составлять не более одного периода ШИМ. Однако в настоящее время постепенно начинается развитие «интегрированных» методов, в которых для анализа динамики либо вводятся дополнительные координаты в известные пространства [], либо формируются специальные пространства [, , ]. Причем эти методы оказываются непосредственно связанными с самостоятельным научным направлением, исследующим возможность визуализации многомерных данных в пространствах малой размерности, предпочтительно двумерных [, ]. Кроме того, необходимо особо выделить научное направление, связанное с использованием фрактальных закономерностей при формировании образов объектов и процессов [, , , ], когда большое значение приобретают топологические особенности индивидуальной выборки, а не усредненные реализации, имеющие зачастую совершенно иной характер. В этом случае удается частично или полностью преодолевать априорную или/и текущую неопределенность в анализируемых сигналах. Применительно к ИСПЭ одним из перспективных методов данного направления является метод прогнозирования динамики ИСПЭ в специальном фазовом пространстве, в котором в качестве координат используются пульсационные характеристики процессов [, ]. ИСПЭ. Этот метод в настоящее время находится на начальной стадии развития, тем не менее, позволяет в принципе решать ряд задач прогнозирования динамики конкретных классов ИСПЭ с ШИМ, в том числе, с учетом неопределенности модели возмущающих воздействий. Вышеизложенное обуславливает актуальность дальнейшего развития этого метода, в первую очередь, с точки зрения его практической реализации, поскольку до настоящего времени в большинстве работ эта тема практически не была затронута. Цель диссертационной работы: Повышение эффективности процесса прогнозирования динамики ИСПЭ за счет идентификации аномальных процессов до момента их возникновения в течении переходного процесса. ГОЕРО-моделью. Методы и средства исследования. Для решения указанных задач в диссертационной работе использованы методы теорий нелинейных динамических систем, идентификации временных рядов, автоматического управления, в т. Анализ динамики нелинейных систем проведен на основе теории бифуркаций. MatLAB 6. Экспериментальная часть работы выполнена на экспериментальной установке кафедры «Проектирование и технология электронных и вычислительных систем» (ПТЭиВС) ОрелГТУ «Импульсный понижающий преобразователь постоянного напряжения В-Вт». Программы для реализации экспериментальной части исследований разработаны в Borland C++ Builder 6. ИСПЭ в соответствии с IDEF0-моделыо, включающая алгоритмы: формирования бифуркационной диаграммы; формирования специальных синхронизированных временных рядов и их обработки; формирования областей существования периодических процессов; визуализации текущего процесса.