基于小波變換的分布式風(fēng)電系統(tǒng)遞階控制方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種基于小波變換的分布式風(fēng)電系統(tǒng)遞階控制方法?；谡缓瘮?shù)逼近理論，將Haar小波作為正交函數(shù)基；利用正交函數(shù)基對分布式風(fēng)電系統(tǒng)的控制模型中的各個參數(shù)及其變量進(jìn)行小波變換；利用Haar小波的各種運(yùn)算矩陣，在對分布式風(fēng)電系統(tǒng)的偏微分?jǐn)?shù)學(xué)模型進(jìn)行運(yùn)算時進(jìn)行變換。
【專利說明】基于小波變換的分布式風(fēng)電系統(tǒng)遞階控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及控制理論與控制工程領(lǐng)域中的控制理論與方法的設(shè)計(jì)，更具體地說，本發(fā)明涉及一種基于小波變換的分布式風(fēng)電系統(tǒng)遞階控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]智能控制是能在適應(yīng)環(huán)境變化的過程中模仿人和動物所表現(xiàn)出來的優(yōu)秀控制能力(動覺智能)的一種控制，分層遞階控制屬于智能控制研究的一個分支。分層遞階控制理論對分層分布式結(jié)構(gòu)具有極強(qiáng)的處理能力，被廣泛應(yīng)用于分層分布式問題的求解和集散控制系統(tǒng)中。人的行為控制過程具有層次性，在高層負(fù)責(zé)宏觀的信息和決策，在低層負(fù)責(zé)具體的數(shù)據(jù)和控制。分層遞階控制的主要思想是:控制精度由下而上逐級遞減，智能程度由下而上逐級增加。由saridis提出的基于3個控制層和IPDI原理的三級遞階智能控制理論和由Villa提出的基于知識描述/數(shù)學(xué)解析的兩層混合智能控制理論。其中Saridis提出的三級分層遞階控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。
[0003]分層遞階控制的基本原理為:將智能控制理論假定為尋求某個系統(tǒng)正確決策與控制序列的數(shù)學(xué)問題，系統(tǒng)按照自上而下精度漸增、智能遞減的原則建立遞階結(jié)構(gòu)。這樣，分層遞階控制系統(tǒng)就能在最高級組織級的統(tǒng)一組織下，實(shí)現(xiàn)對復(fù)雜、不確定系統(tǒng)的優(yōu)化控制。
[0004]目前，遞階控制問題的研究，在基于攝像頭的智能機(jī)械手、城市電網(wǎng)控制等具有集總參數(shù)特性的實(shí)際應(yīng)用中有相應(yīng)的研究，但在分布式風(fēng)電系統(tǒng)，特別是將小波變換應(yīng)用于該問題的研究方面仍屬空白。
[0005]實(shí)際上，由于分布式風(fēng)電系統(tǒng)具有分布參數(shù)系統(tǒng)特性，其狀態(tài)空間是一個無限維空間，其數(shù)學(xué)模型采用偏微分方程表示，其方程的求解涉及到偏微分方程的求解、分布參數(shù)系統(tǒng)控制理論、數(shù)值求解方法等多門學(xué)科及其各種實(shí)時控制技術(shù)，其控制問題比起集總參數(shù)系統(tǒng)來說要困難得多，也復(fù)雜得多，目前還沒有一種有效的方法解決這個問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對現(xiàn)有技術(shù)中存在上述缺陷，提供一種基于小波變換的分布式風(fēng)電系統(tǒng)遞階控制方法。
[0007]為了實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的，根據(jù)本發(fā)明，提供了 一種基于小波變換的分布式風(fēng)電系統(tǒng)遞階控制方法，其特征在于包括:
[0008]第一步驟:基于正交函數(shù)逼近理論，將Haar小波作為正交函數(shù)基；
[0009]第二步驟:利用正交函數(shù)基對分布式風(fēng)電系統(tǒng)的控制模型中的各個參數(shù)及其變量進(jìn)行小波變換；
[0010]第三步驟:利用Haar小波的各種運(yùn)算矩陣，在對分布式風(fēng)電系統(tǒng)的偏微分?jǐn)?shù)學(xué)模型進(jìn)行運(yùn)算時進(jìn)行變換。
[0011]優(yōu)選地，運(yùn)算矩陣包括:積分運(yùn)算矩陣、乘積積分運(yùn)算矩陣、變換矩陣、微分運(yùn)算矩陣。[0012]本發(fā)明針對分布式風(fēng)電系統(tǒng)，可根據(jù)分布式風(fēng)電系統(tǒng)要求，按照兩層或者三層遞階控制原理對系統(tǒng)進(jìn)行分層處理。將復(fù)雜的分布式風(fēng)電系統(tǒng)的控制問題轉(zhuǎn)化為集總參數(shù)系統(tǒng)控制問題，利用成熟的集總參數(shù)系統(tǒng)分層遞階控制問題的研究方法進(jìn)行設(shè)計(jì)，可以很好地解決該問題。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]結(jié)合附圖，并通過參考下面的詳細(xì)描述，將會更容易地對本發(fā)明有更完整的理解并且更容易地理解其伴隨的優(yōu)點(diǎn)和特征，其中:
[0014]圖1示意性地示出了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的三級分層遞階控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。
[0015]圖2示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的基于小波變換的分布式風(fēng)電系統(tǒng)遞階控制方法的流程圖。
[0016]需要說明的是，附圖用于說明本發(fā)明，而非限制本發(fā)明。注意，表示結(jié)構(gòu)的附圖可能并非按比例繪制。并且，附圖中，相同或者類似的元件標(biāo)有相同或者類似的標(biāo)號。
【具體實(shí)施方式】
[0017]為了使本發(fā)明的內(nèi)容更加清楚和易懂，下面結(jié)合具體實(shí)施例和附圖對本發(fā)明的內(nèi)容進(jìn)行詳細(xì)描述。
[0018]本發(fā)明基于正交函數(shù)逼近理論，將Haar小波作為正交函數(shù)基，對控制模型中的各個參數(shù)及其變量等進(jìn)行小波變換；同時，利用Haar小波的各種運(yùn)算矩陣，對其偏微分?jǐn)?shù)學(xué)模型進(jìn)行運(yùn)算時進(jìn)行變換。采用上述技術(shù)方法后，可將復(fù)雜的偏微分方程描述的分布式風(fēng)電系統(tǒng)采用集總化的方法化為常微分方程，采用成熟的集總參數(shù)系統(tǒng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法進(jìn)行設(shè)計(jì)。
[0019]圖2示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的基于小波變換的分布式風(fēng)電系統(tǒng)遞階控制方法的流程圖。
[0020]如圖2所示，根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的基于小波變換的分布式風(fēng)電系統(tǒng)遞階控制方法包括:
[0021]第一步驟S1:基于正交函數(shù)逼近理論，將Haar小波作為正交函數(shù)基；
[0022]第二步驟S2:利用正交函數(shù)基對分布式風(fēng)電系統(tǒng)的控制模型中的各個參數(shù)及其變量進(jìn)行小波變換；
[0023]第三步驟S3:利用Haar小波的各種運(yùn)算矩陣，在對分布式風(fēng)電系統(tǒng)的偏微分?jǐn)?shù)學(xué)模型進(jìn)行運(yùn)算時進(jìn)行變換。例如，運(yùn)算矩陣可包括:積分運(yùn)算矩陣、乘積積分運(yùn)算矩陣、變換矩陣、微分運(yùn)算矩陣。
[0024]采用上述技術(shù)方法后，可將復(fù)雜的偏微分方程描述的分布參數(shù)系統(tǒng)采用集總化的方法化為常微分方程，采用成熟的集總參數(shù)系統(tǒng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法進(jìn)行設(shè)計(jì)。
[0025]本發(fā)明選取Haar小波作為正交函數(shù)基，利用正交函數(shù)逼近理論，對系統(tǒng)進(jìn)行一定精度下的近似逼近；本發(fā)明能夠推導(dǎo)出Haar小波的各種運(yùn)算矩陣及其性質(zhì)，應(yīng)用在對其數(shù)學(xué)模型進(jìn)行求解時進(jìn)行變換；采用上述技術(shù)方法后，將偏微分方程模型轉(zhuǎn)化為常微分方程，采用成熟的集總參數(shù)系統(tǒng)遞階控制的原理進(jìn)行設(shè)計(jì)。
[0026]本發(fā)明針對分布式風(fēng)電系統(tǒng)，進(jìn)行Haar小波逼近處理之后，將偏微分方程模型轉(zhuǎn)化為常微分方程，可以很好地解決分布式風(fēng)電系統(tǒng)遞階控制問題。該方法算法簡單、計(jì)算量小，控制效果好。
[0027]此外，需要說明的是，除非特別說明或者指出，否則說明書中的術(shù)語“第一”、“第二”、“第三”等描述僅僅用于區(qū)分說明書中的各個組件、元素、步驟等，而不是用于表示各個組件、元素、步驟之間的邏輯關(guān)系或者順序關(guān)系等。
[0028]可以理解的是，雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例披露如上，然而上述實(shí)施例并非用以限定本發(fā)明。對于任何熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍情況下，都可利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容對本發(fā)明技術(shù)方案作出許多可能的變動和修飾，或修改為等同變化的等效實(shí)施例。因此，凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對以上實(shí)施例所做的任何簡單修改、等同變化及修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案保護(hù)的范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種基于小波變換的分布式風(fēng)電系統(tǒng)遞階控制方法，其特征在于包括: 第一步驟:基于正交函數(shù)逼近理論，將Haar小波作為正交函數(shù)基； 第二步驟:利用正交函數(shù)基對分布式風(fēng)電系統(tǒng)的控制模型中的各個參數(shù)及其變量進(jìn)行小波變換； 第三步驟:利用Haar小波的各種運(yùn)算矩陣，在對分布式風(fēng)電系統(tǒng)的偏微分?jǐn)?shù)學(xué)模型進(jìn)行運(yùn)算時進(jìn)行變換。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于小波變換的分布式風(fēng)電系統(tǒng)遞階控制方法，其特征在于，運(yùn)算矩陣包括:積分運(yùn)算矩陣、乘積積分運(yùn)算矩陣、變換矩陣、微分運(yùn)算矩陣。
【文檔編號】G05B19/418GK103838220SQ201410105726
【公開日】2014年6月4日 申請日期:2014年3月20日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月20日
【發(fā)明者】高桂革, 曾憲文 申請人:上海電機(jī)學(xué)院