Электронная библиотека Веда
Цели библиотеки
Скачать бесплатно
Доставка литературы
Доставка диссертаций
Размещение литературы
Контактные данные
Я ищу:
Библиотечный каталог российских и украинских диссертаций

Вы находитесь:
Диссертационные работы России
Технические науки
Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ

Диссертационная работа:

Карпенко Степан Викторович. Математическое моделирование нестационарных электрических процессов в электротехнических системах на основе численных методов вейвлет-анализа : 05.13.18 Карпенко, Степан Викторович Математическое моделирование нестационарных электрических процессов в электротехнических системах на основе численных методов вейвлет-анализа (на примере дуговой сталеплавильной печи) : дис. ... канд. техн. наук : 05.13.18 Новокузнецк, 2006 164 с. РГБ ОД, 61:07-5/656

смотреть содержание
смотреть введение
Содержание к работе:

Введение 4

Глава 1. Методы моделирования и анализа электрических процессов в
электротехнических системах 8

  1. Нестационарные электрические процессы в электротехнических системах.. 8

  2. Методы анализа гармонического состава сигналов 11

  3. Модели и электрические режимы дуговых сталеплавильных печей 16

Глава 2. Разработка методики моделирования и численных алгоритмов
анализа нестационарных электрических процессов в
электротехнических системах 23

  1. Методика математического моделирования нестационарных процессов электротехнических систем 23

  2. Теоретический анализ основ построения и предпосылок применения вейвлет-методов 24

  3. Разработка алгоритма быстрого вычисления непрерывного вейвлет-преобразования 66

  4. Разработка алгоритма анализа гармонических составляющих сигналов электротехнических систем 74

Глава 3. Разработка комплекса компьютерных программ и тестирование
разработанных численных алгоритмов вейвлет-анализа 87

  1. Программный комплекс вейвлет-анализа сигналов 87

  2. Анализ численных алгоритмов вейвлет-анализа 98

Глава 4. Математическое моделирование нестационарных
электрических процессов дуговой сталеплавильной печи 105

4.1 Методика моделирования нестационарных электрических процессов

ДСП 111

4.2 Компьютерная система моделирования 129

  1. Анализ модельных электрических процессов ДСП на основе численных методов вейвлет-анализа 133

  2. Анализ нестационарных электрических процессов в ДСП на основе численных методов вейвлет-анализа 139

Заключение 142

Общие выводы 144

Список литературы 147

Введение к работе:

Актуальность темы исследования определяется тем, что в промышленных электротехнических системах в силу наличия нелинейных элементов, динамически меняющихся нагрузок и коммутаций, электрические режимы имеют нестационарный характер, который проявляется в отклонении токов и напряжений от синусоидальной формы. Для оценки и исследования поведения таких объектов применяются методы математического моделирования, анализа и статистической обработки гармонического состава токов и напряжений.

Традиционным математическим аппаратом, который используется для анализа гармонического состава токов и напряжений, является преобразование Фурье. Данный метод оказывается недостаточно эффективным при анализе быстро-протекающих нестационарных электрических процессов. Это объясняется тем, что с помощью тригонометрических функций сложно выделить проявление локальных особенностей, в результате чего полезная информация распределяется среди всех спектральных коэффициентов.

Применение принципиально нового базиса и класса функций - вейвлетов привело к созданию методов, которые ориентированы на анализ сигналов нестационарных процессов в частотно-временном пространстве. Однако при построении алгоритмов диагностики и мониторинга состояния нестационарных электротехнических систем на базе данных методов, требуется изучение структурных свойств сигналов, характеризующих поведение объекта. Поэтому актуальной является реализация задач математического моделирования таких объектов с применением численных методов вейвлет-анализа.

Цели и задачи диссертационной работы заключаются в создании методики математического моделирования нестационарных электрических процессов в электротехнических системах на основе разработки численных методов вейвлет-анализа.

В рамках поставленной цели выделены следующие задачи.

  1. Разработка методики математического моделирования нестационарных электрических процессов в электротехнических системах.

  2. Разработка и тестирование численных алгоритмов анализа гармонического состава сигналов электротехнических систем.

  3. Создание комплекса компьютерных программ для моделирования и анализа нестационраных электрических процессов в электротехнических системах.

  4. Математическое моделирование и анализ нестационарных электрических процессов дуговой сталеплавильной печи (ДСП).

Методы исследования. В работе использованы методы: математического моделирования технических объектов, теория вейвлет-преобразований, методы цифровой обработки сигналов, теоретические основы электротехники и методы статистической обработки данных.

Научная новизна диссертации.

  1. Методика математического моделирования нестационарных электрических процессов в электротехнических системах, основанная на описании электрических процессов и решении задач декомпозиции методами вейвлет-анализа динамических переменных на гармонические составляющие вейвлет-методами с последующей их статистической обработкой.

  2. Алгоритм быстрого вычисления непрерывного вейвлет-преобразования (НВП), в основу которого положено формирование вектора дискретных значений вейвлет-функции для интервала её существования.

  3. Алгоритм анализа гармонического состава сигналов электротехнических систем, структура которого построена на базе алгоритма быстрого вычисления НВП с применением вейвлета Морле и процедуры нормализации вейвлет-коэффициентов.

  4. Результаты исследования и тестирования методами математического моделирования эффективности работы алгоритмов анализа гармонических составляющих сигналов, характеризующих электрические процессы.

5. Результаты математического моделирования и анализа гармонического состава тока дуги дуговой сталеплавильной печи для характерных технологических периодов и электрических режимов плавки.

Практическая значимость. Методика математического моделирования с использованием алгоритмов анализа гармонического состава сигналов может найти применение в задачах диагностики состояния промышленных электротехнических объектов, а также при создании систем мониторинга качества потребления электроэнергии. Комплекс программ вейвлет-анализа может быть использован в задачах анализа экспериментальных данных различных объектов. Компьютерная система математического моделирования электрического контура ДСП можно применять для обучения специалистов и исследования нестационарных электрических режимов характерных периодов и режимов электроплавки.

Предмет защиты и личный вклад автора. На защиту выносятся:

  1. Методика математического моделирования нестационарных электрических процессов в электротехнических системах.

  2. Алгоритм анализа гармонического состава сигналов токов и напряжений электротехнических систем.

  3. Результаты исследования и тестирования эффективности работы численных алгоритмов вейвлет-анализа.

  4. Результаты математического моделирования и анализа нестационарных процессов электрического контура дуговой сталеплавильной печи.

Автору принадлежит: создание методики моделирования нестационарных электрических процессов в электротехнических системах; разработка алгоритма быстрого вычисления непрерывного вейвлет-преобразования; разработка алгоритма анализа гармонического состава сигналов электротехнических систем; разработка компьютерных программ для моделирования и анализа процессов вейв-лет-методами; проведение расчётов и обработка результатов при моделировании

7 и анализе нестационарных электрических процессов в электротехнических системах.

Апробация диссертации. Основные положения диссертации доложены на Четвёртой Всероссийской научно-практической конференции "Системы автоматизации в образовании, науке и производстве" (8-Ю Декабря 2003г., г.Новокузнецк), Четвёртом Всероссийском Симпозиуме с международным участием "Медленные колебательные процессы в организме человека: теория и практическое применение" (24-27 Мая 2005г., г.Новокузнецк), на Второй Всероссийской научно-практической конференции "Моделирование, программное обеспечение и наукоёмкие технологии в металлургии" (14-17 Марта 2006г., г.Новокузнецк), на Третьей международной научно-технической конференции "Современная металлургия начала нового тысячелетия" (Липецк, 2006г.)

Публикации. По теме диссертации опубликовано 12 печатных работ. Из них 2 статьи в центральной печати, 10 материалов научно-технических и научно-практических конференций.

Структура диссертации. Диссертация состоит из введения, 4 глав, заключения, выводов, списка литературы. Работа изложена на 163 страницах, иллюстрирована 6 таблицами и 64 рисунками. Библиографический указатель включает 200 наименований.

Подобные работы
Титов Сергей Викторович
Моделирование процессов принятия решений в сетевых системах обслуживания на основе эволюционных методов
Сеньков Роман Викторович
Параметрические методы оптимизации в анализе эффективности сложных систем на основе АСФ технологии
Моисеев Федор Алексеевич
Математическое моделирование опорно-двигательного аппарата человека на основе численных методов регистрации и анализа морфологических и кинематических данных
Ерофеев Андрей Николаевич
Нейросетевое моделирование процессов принятия решений в системе лазерного оптико-акустического анализа сложных газовых смесей
Пьянков Олег Викторович
Моделирование процессов проектирования и принятия решений в системе централизованной охраны на основе теории конфликтов
Скварник Евгений Святославович
Исследование некоторых моделей риска на основе асимптотического анализа и численных методов
Эминов Булат Фаридович
Методы и алгоритмы построения и анализа полиномиальных функций над конечным полем на основе стохастических матриц
Куравский Лев Семенович
Методы моделирования и анализа динамического нагружения тонкостенных конструкций
Акишина Елена Павловна
Развитие методов моделирования и анализа цифровых изображений и их применение
Алпатов Алексей Викторович
Методы математического моделирования для трехмерной реконструкции и функционального анализа желудочков сердца человека по данным эхокардиографии

© Научная электронная библиотека «Веда», 2003-2013.
info@lib.ua-ru.net