表6.21-2 励磁系统结构数据表
技术条件与选型
强励电压=2倍的额定励磁电压，当发电机电压下降到80%时，可以连续运行20S。
强励电流=2倍额定励磁电流，可以连续输出20S。
户内环境温度最高40摄氏度。
b).1 励磁系统额定电流
本励磁系统按照超出额定励磁电流10%来进行设计
I fd = I fn ×1.1=3047
1.1
4.2 励磁系统强励电压
采用2倍额定励磁电压作为强励电压Ufp=Ufn ×2=586V 。
设备设计用Ufp=Ufn ×2=586V 作为发电机的正常电压。 1.2
4.3 励磁系统强励电流
采用2倍额定励磁电流作为强励电流Ifp=Ifn ×2=5540A,时间为20秒。
设备用Ifp=Ifn ×2=5540A 进行设计。 1.3
4.4 发电机三相短路时的励磁电流
故障发生0.1秒，直流分量测量元件就能测量到。 参照ANSI/IEEE C37.18.1979标准
-
Ifm Kdc Ifd Ifn
Ifg d x xd Ifdc ?=??=
'1,0 (xd and x’d 参照标准采用不饱和值), 考虑x’d 的10%的精度取x’d =0.3454。 认为 Ifm = Ifd
A Ifdc 562430472770
1507
3036.003.11,0=??=
- 测量的峰值电流在故障发生的0.1s （参照ANSI/IEEE C37.18.1979标准）
Ifdc Ifc ?=
3
5
.31,0=3.5/3×5624=6561A (3.5 & 3 是Kc 和Kdc 各自的最大概率值,（参考定义 ANSI/IEEE C37.18-1979)
-
5.1励磁变
参考 IEC 146.1.1, IEC 146.1.2 & IEC 14.1.3
-
励磁变输出电流 :
- 长期输出电流: A I Itn fd 6.24873
2
=?=
-
瞬时输出电流: A I Itns fP 45233
2
=?= -
励磁变输出电压 :
- 在80%发电机电压下的理想输出电压
V Ufp Uefti 55010cos 8
.0/23=?
=
π
-
理想输出功率:
KVA Itn Uefti Sefti 7.23693=??=
-
感应电压降:
V I Sefti
Uefti
xcc Dx fp 5.403
2
=???=π
变压器 xcc≈6% (估计值)
- 外部电压降 ( 晶闸管, 线等…)
V Uefti Vt Df 51.5203,002=?+?=
Vt0=晶闸管阀电压 (约 1.2V)
0.03的因数相当于3%线路电压降 ，设计时必须考虑现场接线的因素。 励磁变的正常输出电压:
V Dx Df Uefti Utn 9.618)(2
3=+?+
=π
变压器的设计电压: Utn= 630V
-
变压器功率： -
长期功率:
KVA Itn Utn Stn 4.271436.24876303=??=??=
-
瞬时功率:
KVA Itns Utn Sts 3.4935345236303=??=??=
At internal ambient temperature of the transformer cubicle.
励磁变设计
额定功率:
变压器设计: 在户内励磁间环境温度Stn = 2714 KVA 取3?1000KVA at internal ambient temperature of the transformer cubicle
额定输出电压Utn
: 630V
额定原边电压 : 20kV
最高长期原边电压 : V 221.120=? 额定频率
: 50HZ
在正常操作情况下的频率变化范围
: +/-10%
户内绝缘安装, 高度> 1000m 5.2整流器
5.2.1每一个整流器的提供值
每一个桥的电流：
在 I fd 情况下的平均电流:
A I Ithm fd 10163
==
在 I fd 情况下的有效电流值RMS:
A I Ithe fd 17593
1=?
=
在 I fp 情况下的平均电流值:
A I Ithp fP 18473
==
每一个整流器的特征：
整流器数 : 3桥运行 at N-2 运行桥数
: 3
每桥晶闸管数
: 6
每个晶闸管快熔数 : 6 (每个晶闸管1个) 每个整流器风扇数
: 2
每一桥的检测
: 气流探测器
整流桥的电流设计：
50°C 的长期电流输出 : A Ifd 3047=
4桥最大过载20秒后，15分钟后允许再次过载。 输出返回电流: A Iep 3370= 整流桥的设计值: Ithn = 1700Adc
在I fd =3047 A 环境温度45°C 情况下，晶闸管节温: <115°C
过载能力 20s
A Ithov 5540≥
在环境温度45°C 情况下，过载周期后，晶闸管节温: <125°C
晶闸管反向电压
V V Utn V RRM RRM 2450275.2≥???≥
晶闸管额定值: V RRM >2500V 灭磁电阻
(参考 ANSI/IEEE C 37.18) 在最大峰值电压基础上
转子绝缘电压: Vrms Vfi 2930
= - 灭磁开关最大电压开断能力: 每极3000V
选择最大峰值电压(Upc):
最大峰值电压必须低于转子绝缘的 30~50% 并且低于灭磁开关最大开断电压
V Upc 1700≤
而发电机短路时，灭磁电阻通过灭磁开关投入时，峰值电压通过非线性电阻时出现。
基于直流灭磁开关最大开断电压(See chapter 5.4)
直流灭磁开关主触点最大开断电压: V Ubx 1500=
而发电机短路时，灭磁开关断开时，磁场峰值电压出现，这时励磁变与励磁系统输出电压为零。
能量计算 : I R T W fp f D 2'2.12
1
????=
MJ W 41.9=
电阻设计:
电阻 12MJ ，1500V 以下
类型: FME/600A/US182/91P/2S
直流磁场断路器
在下文中， 45°C 相当于40；°C 环境温度加直流磁场断路器柜内温升。这个柜子的设计为当开关动作时，会引起+5°C 的环境温升 作电压:
Unx≥U fn C B 设计: Unx=1500V
主触点额定最大断路电压:
Ubx≥最大磁场穿过电压
发电机短路时，灭磁开关断开时，磁场最大电压出现，
这时励磁变与励磁系统输出电压为零。
最大电压=1700V CB 设计值=3000V 两个单独的二极开关
Rated continuous current of the main contacts at 45°C:
额定主触点在45°C 连续电流为：
励磁系统设计电流3047A
No derating of the breaker current up to 55°C.
CB设计值nx= 5000A
主触点的瞬变电流：
20秒。CB设计值：Itx= 11000A 20秒
Itx5540
A
励磁柜电功耗
照明加热器电源
电压230Vac 50Hz 单相-10% +10%
功耗2000W 稳态；5600W 峰值
控制器，继电器AVR…
电池1
电压: 220Vdc -20% +10%
功耗nsumption: 300W 稳态eady state (5200W 峰值出现在灭磁开关闭合时)
电池2
电压: 220Vdc -20% +10%
功耗nsumption: 300W 稳态eady state (5200W 峰值出现在灭磁开关跳
闸时)
DC 起励电源
电压: 220Vdc -20% +10%
功耗:
260A – 10 秒(15% 空载电流)
系统辨识方学习总结 一．系统辨识的定义 关于系统辨识的定义，Zadeh是这样提出的：“系统辨识就是在输入和输出数据观 测的基础上，在指定的一组模型类中确定一个与所测系统等价的模型”。L.Ljung也给 “辨识即是按规定准则在一类模型中选择一个与数据拟合得最好的模型。出了一个定义： 二．系统描述的数学模型 按照系统分析的定义，数学模型可以分为时间域和频率域两种。经典控制理论中微 分方程和现代控制方法中的状态空间方程都是属于时域的范畴，离散模型中的差分方程 和离散状态空间方程也如此。一般在经典控制论中采用频域传递函数建模，而在现代控 制论中则采用时域状态空间方程建模。 三．系统辨识的步骤与内容 (1)先验知识与明确辨识目的 这一步为执行辨识任务提供尽可能多的信息。首先从各个方面尽量的了解待辨识的 系统，例如系统飞工作过程，运行条件，噪声的强弱及其性质，支配系统行为的机理等。 对辨识目的的了解，常能提供模型类型、模型精度和辨识方法的约束。 (2)试验设计 试验设计包括扰动信号的选择，采样方法和间隔的决定，采样区段（采样数据长度 的设计）以及辨识方式（离线、在线及开环、闭环等的考虑）等。主要涉及以下两个问 题，扰动信号的选择和采样方法和采样间隔 (3)模型结构的确定 模型类型和结构的选定是决定建立数学模型质量的关键性的一步，与建模的目的， 对所辨识系统的眼前知识的掌握程度密切相关。为了讨论模型和类型和结构的选择，引 入模型集合的概念，利用它来代替被识系统的所有可能的模型称为模型群。所谓模型结 构的选定，就是在指定的一类模型中，选择出具有一定结构参数的模型M。在单输入单 输出系统的情况下，系统模型结构就只是模型的阶次。当具有一定阶次的模型的所有参 数都确定时，就得到特定的系统模型M，这就是所需要的数学模型。 (4)模型参数的估计 参数模型的类型和结构选定以后，下一步是对模型中的未知参数进行估计，这个阶 段就称为模型参数估计。
实用标准文案 4. 设某物理量Y 与X 满足关系式Y=aX 2+bX+c ，实验获得一批数据如下表，试辨识模型参数a ，b 和c 。（50分） 报告要求：要有问题描述、参数估计原理、程序流程图、程序清单，最后给出结果及分析。 (1)问题描述： 由题意知，这是一个已知模型为Y=aX 2+bX+c ，给出了10组实验输入输出 数据，要求对模型参数a ，b ，c 进行辨识。这里对该模型参数辨识采用递推最小二乘法。 (2)参数估计原理 对该模型参数辨识采用递推最小二乘法，即RLS （ recurisive least square ）， 它是一种能够对模型参数进行在线实时估计的辨识方法。 其基本思想可以概括为：新的估计值)(?k θ =旧的估计值)1(?-k θ+修正项 下面将批处理最小二乘法改写为递推形式即递推最小二乘参数估计的计算方法。 批处理最小二乘估计θ ?为Y T T ΦΦΦ=-1)(?θ，设k 时刻的批处理最小二乘估计为： k T k k T k Y ΦΦΦ=-1)(?θ令111)]1()()1([)()(----+-=ΦΦ=k k k P k P T k T k ?? K 时刻的最小二乘估计可以表示为 k T k Y k P k Φ=)()(?θ=)]()()[(11k y k Y k P k T k ?+Φ-- =)]1(?)()()[()1(? --+-k k k y k K k T θ ?θ ；式中)()()(k k P k K ?=，因为要推导出P(k)和K(k)的递推方程，因此这里介绍一下矩阵求逆引理：设A 、（A+BC ）和
()[()()](1)T P k I K k k P k ?=-- ② (1)() ()1()(1)()T P k k K k k P k k ???-= +- ③ （3)程序流程图 (如右图1所示） 递推最小二乘法（RLS ）步骤如下： 已知：a n 、b n 和d 。 Step 1 ：设置初值)0(?θ 和P(0)，输入初始数据； Step2 ：采样当前输出y(k)、和输入u(k) Step3 ：利用上面式①②③计算 )(k K 、)(?k θ和)(k P ； Step4 ：k →k+1，返回step2，继续循环。 图1 程序流程 图 (4) Matlab 仿真程序、输出参数估计值、 参数估计变化轨迹图像、结果分析
2电力系统元件的运行特性和数学模型 2－1隐极式发电机的运行限额和数学模型 1.发电机的运行额限 发电机的运行总受一定条件，如绕组温升、励磁绕组温升、原动机功率等的约束。这些约束条件决定了发电机组发出的有功、无功功率有一定的限额。 （1）定子绕组温升约束。定子绕组温升取决于定子绕组电流，也就是取决于发 电机的视在功率。当发电机在额定电压下运行时，这一约束条件就体现为其运 行点不得越出以O为圆心，以BO为半径所作的圆弧S。 （2）励磁绕组温升约束。励磁绕组温升取决于励磁绕组电流，也就是取决于发 电机的空载电势。这一约束条件体现为发电机的空载电势不得大于其额定值 E Qn,也就是其运行点不得越出以O’为圆心、O’B 为半径所作的圆弧F。 （3）原动机功率约束。原动机的额定功率往往就等于它所配套的发电机的额定 有功功率。因此，这一约束条件就体现为经B点所作与横轴平行的直线的直线 图2－5运行极限图 BC 。 （4）其它约束。其它约束出现在发电机以超前功率因数运行的场合。它们有定 子端部温升、并列运行稳定性等的约束。其中，定子端部温升的约束往往最为 苛刻，从而这一约束条件通常都需要通过试验确定，并在发电机的运行规范中 给出，图2－5中虚线T只是一种示意，它通常在发电机运行规范书中规定。 归纳以上分析可见，隐极式发电机的运行极限就体现为图2－5中曲线OA、AB、BC 和虚线T所包围的面积。 发电机的电抗和等值电路： 2－2变压器的参数和数学模型 一、双绕组变压器的参数和数学模型 变压器做短路实验和空载实验测得短路损耗、短路电压、空载损耗、空载电流可以用来求变压器参数。 1．电阻 由于短路试验时，一次侧外加的电压是很低的，只是在变压器漏阻抗上的压降，所以铁芯中的主磁通也十分小，完全可以忽略励磁电流，铁芯中的损耗也可以忽略，由于变压
基于最小二乘法的系统参数辨识 吴令红，熊晓燕，张涛 太原理工大学机械电子研究所，太原 (030024) E-mail lhwu0818@https://www.doczj.com/doc/3c17600431.html, 摘要：系统辨识是自动控制学科的一个重要分支，由于其特殊作用，已经广泛应用于各种领域，尤其是复杂系统或参数不容易确定的系统的建模。过去，系统辨识主要用于线性系统的建模，经过多年的研究，已经形成成熟的理论。但随着社会、科学的发展，非线性系统越来越受到人们的关注，其控制与模型之间的矛盾越来越明显，因而非线性系统的辨识问题也越来越受到重视，其辨识理论不断发展和完善本。文重点介绍了系统参数辨识中最小二乘法的基本原理，并通过悬臂梁模型的辨识实例，具体说明了基于最小二乘法参数辨识在Matlab 中的实现方法。结果表明基于最小二乘法具有算法简单、精度较高等优点。 关键词：系统辨识；参数辨识；滑动平均模型(ARX)；最小二乘法；Matlab 中图分类号：TH-9 1. 引言 所谓辨识就是通过测取研究对象在人为输入作用下的输出响应，或正常运行时的输入输出数据记录，加以必要的数据处理和数学计算，估计出对象的数学模型。这是因为对象的动态特性被认为必然表现在它的变化着的输入输出数据之中，辨识只不过是利用数学的方法从数据序列中提炼出对象的数学模型而已[1]。 最小二乘法是系统参数辨识中最基本最常用的方法。最小二乘法因其算法简单、理论成熟和通用性强而广泛应用于系统参数辨识中。本文基于悬臂梁的实测数据，介绍了最小二乘法的参数辨识在Matlab中的实现。 2. 系统辨识 一般而言，建立系统的数学模型有两种方法：激励分析法和系统辨识法。前者是按照系统所遵循的物化（或社会、经济等）规律分析推导出模型。后者则是从实际系统运行和实验数据处理获得模型。如图1所示，系统辨识就是从系统的输入输出数据测算系统数学模型的理论和方法。更进一步的定义是L.A.Zadeh曾经与1962年给出的，即“系统辨识是在输入和输出的基础上，从系统的一类系统范围内，确立一个与所实验系统等价的系统”。另外，系统辨识还应该具有3个基本要素，即模型类、数据和准则[5]。被辨识系统模型根据模型形式可分为参数模型和非参数模型两大类。所谓参数模型是指微分方程、差分方程、状态方程等形式的数学模型；而非参数模型是指频率响应、脉冲响应、传递函数等隐含参数的数学模型。在辨识工程中，模型的确定主要根据经验对实际对象的特性进行一定程度上的假设，如对象的模型是线性的还是非线性的、是参数模型还是非参数模型等。在模型确定之后，就可以根据对象的输入输出数据，按照一定的辨识算法确定模型的参数[4]。 y 图1 被研究的动态系统
电力系统各元件的参数和数学模型
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2电力系统元件的运行特性和数学模型 2－1隐极式发电机的运行限额和数学模型 1. 发电机的运行额限 发电机的运行总受一定条件，如绕组温升、励磁绕组温升、原动机功率等的约 束。这些约束条件决定了发电机组发出的有功、无功功率有一定的限额。 （1） 定子绕组温升约束。定子绕组温升取决于定子绕组电流，也就是取决于发电机 的视在功率。当发电机在额定电压下运行时，这一约束条件就体现为其运行点 不得越出以O 为圆心，以BO 为半径所作的圆弧S 。 （2） 励磁绕组温升约束。励磁绕组温升取决于励磁绕组电流，也就是取决于发电机 的空载电势。这一约束条件体现为发电机的空载电势不得大于其额定值E Qn ,也 就是其运行点不得越出以O ’为圆心、O ’B 为半径所作的圆弧F 。 （3） 原动机功率约束。原动机的额定功率往往就等于它所配套的发电机的额定有功 功率。因此，这一约束条件就体现为经B 点所作与横轴平行的直线的直线 BC 。 （4） 其它约束。其它约束出现在发电机以超前功率因数运行的场合。它们有定子端 部温升、并列运行稳定性等的约束。其中，定子端部温升的约束往往最为苛刻， 从而这一约束条件通常都需要通过试验确定，并在发电机的运行规范中给出， 图2－5中虚线T 只是一种示意，它通常在发电机运行规范书中规定。 归纳以上分析可见，隐极式发电机的运行极限就体现为图2－5中曲线OA 、AB 、BC 和虚线T 所包围的面积。 发电机的电抗和等值电路： 2－2变压器的参数和数学模型 一、 双绕组变压器的参数和数学模型 变压器做短路实验和空载实验测得短路损耗、短路电压、空载损耗、空载电流可以用来求变压器参数。 F P O C Q B S A O 图2－5运行极
第一章系统概述 1.1 系统介绍 全方位轮参数计算设计软件是集国内外齿轮最新研究成果和实践经验，结合最新国家及国际标准，经知名齿轮专家的几十年研究和提炼，推出的全新设计的齿轮专家系统。系统提供了原始设计，精度计算、强度校核、几何计算、齿轮测绘等模块。在国内拥有众多客户，并得到了客户的认可和好评。 系统以专家模式，渐进方式指导用户快速完成从原始参数得到设计参数的优化设计过程，系统提供大量详实的资料，使得每步的操作和每个的功能都有根有据。同时设计过程在优化条件下，又提供了及其灵活的控制和操作，用户根据自己的经验和方法，选择完全符合自己的设计参数。在系统推荐的总变位分配方案下，可以根据不同的设计优化目的，提供了9种总变位分配方法。在齿轮精度计算中，软件使用了最新国际精度标准并且提供了多达8种的侧隙类型选择，提供了完整的齿厚检测方法。在强度计算中，软件采用了ISO6336-1/2/3强度计算标准（GB/T3480-1997等同采用ISO标准），并且提供了灵活智能的计算过程配置管理功能，使得强度计算可以按照客户的计算要求，并且一步完成包括接触、弯曲、胶合在内的所有计算内容，用户直接可以输出指定格式的计算报告。 使用本软件，用户可以大量节约设计时间和设计成本，提高生产效率。使得原本需要好几天甚至好几个星期的设计量，只需要几分钟或几小时就完成。 2 功能特点 1. 简单易用软件使用Windows标准界面和操作习惯，界面简洁美观，步骤思路清晰，操作方便灵活，对稍有机械传动设计知识的人员，无须培训，在短时间内即可熟悉操作过程。 2．使用范围广软件可以适合减速机行业、矿山机械、汽车行业、船舶行业等多种行业的传动件和传动设备的设计计算要求。 3．先进设计理念和最新标准本软件结合了国内外先进的传动设计技术和研究成
互联网上的物性参数查询 1 化学工程师资源主页 该站点由西弗吉尼亚大学校友Christopher M.A.Haslego维护。该主页有非常丰富的化学工程方面的内容，其中包括一些查找物性数据比较好的站点：(https://www.doczj.com/doc/3c17600431.html,/physinternetzz.shtml) 1.1 物性数据((https://www.doczj.com/doc/3c17600431.html,/data.xls) 该数据库是浏览型数据库，含有470多种纯组分的物性数据，如分子量、冰点、沸点、临界温度、临界压力、临界体积、临界压缩、无中心参数、液体密度、偶极矩、气相热容、液相热容、液体粘度、反应标准热、蒸气压、蒸发热等。 1.2 聚合物和大分子的物理性质数据库(https://www.doczj.com/doc/3c17600431.html,/～athas/databank/intro.html) 该数据库是浏览型数据库。含有200多种线性大分子的物性数据，如熔融温度、玻璃转换温度、热容等。该站点不仅提供物理性质，还提供一些供估计物质物理性质的软件，如PhysProps from G&P Engineering、Prode's thermoPhysical Properties Generator(PPP)等。 1.3 https://www.doczj.com/doc/3c17600431.html,/～jrm/thermot.html 该站点可查294种组分的热力学性质，还可以根据Peng Robinson状态方程计算纯组分或混合物的性质：包括气液相图、液体与气体密度、焓、热容、临界值、分子量等数据。 1.4 https://www.doczj.com/doc/3c17600431.html,/ G&P Engineering是一个软件，提供物质的28种物理性质并估算其它18种物理性质。 2 由美国国家标准技术研究院开发的数据库 2.1 标准参考数据库化学网上工具书(https://www.doczj.com/doc/3c17600431.html,/chemistry/) 该数据库是一种检索型数据库，检索方法非常简单，可通过化学物质名称、分子式、部分分子式、CAS登记号、结构或部分结构、离子能性质、振动与电子能、分子量和作用进行检索，可检索到的数据包括分子式、分子量、化学结构、别名、CAS登记号、气相热化学数据、凝聚相热化学数据、液态常压热容、固态常压热容、相变数据、汽化焓、升华焓、燃烧焓、燃烧熵、各种反应的热化学数据、溶解数据、气相离子能数据、气相红外光谱、质谱、紫外/可见光谱、振动/电子能及其参考文献。 2.2 美国标准技术研究所物理网上工具书(https://www.doczj.com/doc/3c17600431.html,/) 该站点包括物性常数、原子光谱数据、分子光谱数据、离子化数据、χ-射线、γ-射线数据、放射性计量数据、核物理数据及其它数据库。 3 化学搜索器
基于最小二乘法的系统参数辨识 研究生二队李英杰 082068 摘要：系统辨识是自动控制学科的一个重要分支，由于其特殊作用，已经广泛应用于各种领域，尤其是复杂系统或参数不容易确定的系统的建模。过去，系统辨识主要用于线性系统的建模，经过多年的研究，已经形成成熟的理论。但随着社会、科学的发展，非线性系统越来越受到人们的关注，其控制与模型之间的矛盾越来越明显，因而非线性系统的辨识问题也越来越受到重视，其辨识理论不断发展和完善本。文重点介绍了系统参数辨识中最小二乘法的基本原理，并通过热敏电阻阻值温度关系模型的辨识实例，具体说明了基于最小二乘法参数辨识在Matlab中的实现方法。结果表明基于最小二乘法具有算法简单、精度较高等优点。 1. 引言 所谓辨识就是通过测取研究对象在人为输入作用下的输出响应，或正常运行时的输入输出数据记录，加以必要的数据处理和数学计算，估计出对象的数学模型。这是因为对象的动态特性被认为必然表现在它的变化着的输入输出数据之中，辨识只不过是利用数学的方法从数据序列中提炼出对象的数学模型而已[1]。最小二乘法是系统参数辨识中最基本最常用的方法。最小二乘法因其算法简单、理论成熟和通用性强而广泛应用于系统参数辨识中。本文基于热敏电阻阻值与温度关系数据，介绍了最小二乘法的参数辨识在Matlab中的实现。 2. 系统辨识 一般而言，建立系统的数学模型有两种方法：激励分析法和系统辨识法。前者是按照系统所遵循的物化（或社会、经济等）规律分析推导出模型。后者则是从实际系统运行和实验数据处理获得模型。如图1 所示，系统辨识就是从系统的输入输出数据测算系统数学模型的理论和方法。更进一步的定义是L.A.Zadeh 曾经与1962 年给出的，即“系统辨识是在输入和输出的基础上，从系统的一类系统范围内，确立一个与所实验系统等价的系统”。另外，系统辨识还应该具有3 个基本要素，即模型类、数据和准则[5]。被辨识系统模型根据模型形式可分为参数模型和非参数模型两大类。所谓参数模型是指微分方程、差分方程、状态方程等形式的数学模型；而非参数模型是指频率响应、脉冲响应、传递函数等隐含参数的数学模型。在辨识工程中，模型的确定主要根据经验对实际对象的特性进行一定程度上的假设，如对象的模型是线性的还是非线性的、是参数模型还是非参数模型等。在模型确定之后，就可以根据对象的输入输出数据，按照一定的辨识算法确定模型的参数[4]。 图1 被研究的动态系统 3. 最小二乘法（LS）参数估计方法 对于参数模型辨识结构，系统辨识的任务是参数估计，即利用输入输出数据估计这些参数，建立系统的数学模型。在参数估计中最常用的是最小二乘法(LS)、
系统辨识 系统辨识是研究如何用实验研究分析的办法来建立待求系统数学模型的一门学科。Zadeh(1962)指出：“系统辨识是在输入和输出数据的基础上，从一类模型中确定一个与所观测系统等价的模型”。Ljung(1978)也给出如下定义：“系统辨识有三个要素——数据、模型类和准则，即根据某一准则，利用实测数据，在模型类中选取一个拟合得最好的模型”。实际上，系统的数学模型就是对该系统动态本质的一种数学描述，它向人们提示该实际系统运行中的有关动态信息。但系统的数学模型总比真实系统要简单些，因此，它仅是真实系统降低了复杂程度但仍保留其主要特征的一种近似数学描述。 建立数学模型通常有两种方法，即机理分析建模和实验分析建模。机理分析建模就是根据系统内部的物理和化学过程，概括其内部变化规律，导出其反映系统动态行为并表征其输入输出关系的数学方程（即机理模型）。但有些复杂过程，人们对其复杂机理和内部变化规律尚未完全掌握（如高炉和转炉的冶炼过程等）。因此，用实验分析方法获得表征过程动态行为的输入输出数据，以建立统计模型，实际上是系统辨识的主要方面，它可适用于任何结构的复杂过程。 系统辨识的主要步骤和内容有以下几个方面。 1、辨识目的 根据对系统模型应用场合的不同，对建模要求也有所不同。例如，对理论模型参数的检验及故障检测和诊断用的模型则要求建得精确些。而对于过程控制和自适应控制等用的模型的精度则可降低一些，因为这类模型所关心的主要是控制效果的好坏，而不是所估计的模型参数是否收敛到真值。 2、验前知识 验前知识是在进行辨识模型之前对系统机理和操作条件、建模目的等了解的统称。有些场合为了获得足够的验前知识还要对系统进行一些预备性的实验，以便获得一些必要的系统参数，如系统中主要的时间常数和纯滞后时间，是否存在非线性，参数是否随时间变化，允许输入输出幅度和过程中的噪声水平等。 3、实验设计 实验设计的主要内容是选择和决定：输入信号的类型、产生方法、引入点、采样周期、在线或离线辨识、信号的滤波等。由于实际中对实验条件存在种种限制，如对输入和输出的幅度、功率、变化率的限制，最大采样速度的限制，实验进行时间、次数或能够取得的和用于建模的样本总个数的限制等。因此，怎样在这些限制条件下设计实验，以便在尽可能短的时间获得尽可能多的能反映系统本质特性的有用信息，是实验设计的中心任务。 4、模型类别的确定 为确定模型类别，需要在验前知识的基础上做必要的假定，即确定系统数学模型的具体表达形式。一般是根据对象的性质和控制的方法决定用微分方程还是用差分方程，脉冲响应函数还是用状态方程，线性模型还是非线性模型，定常参数模型还是时变参数模型，随机模型还是确定性模型，单一模型还是多层混杂模型等等，这就是所谓模型类别的确定问题。数学模型的具体表达形式确定后，才能进一步确定系统模型的参数。
1 纯组分物性常数的估算 1.1、乙基2-乙氧基乙醇物性的输入 由于Aspen Plus 软件自带的物性数据库中很难查乙基2-乙氧基乙醇的物性参数, 使模拟分离、确定工艺条件的过程中遇到困难, 所以采用物性估算的功能对乙基2-乙氧基乙醇计算。 已知: 最简式：(C6H14O3) 分子式：(CH3-CH2-O-CH2-CH2-O-CH2-CH2-OH) 沸点：195℃ 1.2、具体模拟计算过程 乙基2-乙氧基乙醇为非库组分，其临界温度、临界压力、临界体积和临界压缩因子及理想状态的标准吉布斯自由能、标准吉生成热、蒸汽压、偏心因子等一些参数都很难查询到，根据的已知标准沸点TB，可以使用aspen plus软件的Estimation Input Pure Component(估计输入纯组分) 对纯组分物性的这些参数进行估计。 为估计纯组分物性参数，则需 1. 在 Data (数据)菜单中选择Properties(性质) 2. 在 Data Browser Menu(数据浏览菜单)左屏选择Estimation(估计)然后选Input(输入) 3. 在 Setup(设置)表中选择Estimation(估计)选项，Identifying Parameters to be Estimated(识别估计参数) 4. 单击 Pure Component(纯组分)页 5. 在 Pure Component 页中选择要用Parameter(参数)列表框估计的参数 6. 在 Component(组分)列表框中选择要估计所选物性的组分如果要为多组分估计
选择物性可单独选择附加组分或选择All(所有)估计所有组分的物性 7. 在每个组分的 Method(方法)列表框中选择要使用的估计方法可以规定一个以上的方法。 具体操作过程如下： 1、打开一个新的运行，点击Date/Setup 2、在Setup/Specifications-Global页上改变Run Type位property Estimation
第四章 系统辨识中的实际问题 §4 —1 辨识的实验设计 一、系统辨识的实验信号 实验数据是辨识的基础，只有高质量的数据才能得出良好的数学模型，而且实验数据如果不能满足起码的要求，辨识根本得不出解。 系统辨识学科是在数理统计的时间序列分析的基础上发展起来的，两者的区别在于系统辨识的对象存在着人为的激励（控制）作用，而时序分析则没有。因此，前者能通过施加激励信号u(k)达到获得较好辩识结果的目的（即实验信号的设计），而后者不能。 （一） 系统辨识对实验信号的最起码的要求 为了辨识动态系统，激励信号u 必须在观测的周期内对系统的动态持续地激励。满足辨识对激励信号最起码的要求的持续激励信号应具备的条件称“持续激励条件”，分以下四种情况讨论： 1． 连续的非参数模型辨识（辩识频率特性） 如果系统通频带的上下限为 ωmin ≤ ω ≤ ωmax ,要求输入信号的功率密度谱在此范围内不等于零。 ) () ()}({)}({)(ωωωj U j Y t u F t y F j G = =
2． 连续的参数模型辨识 被辩识的连续传函为 ，共包含(m+n+1)个参数 对于u(t)的每一个频率成分ωi 的谐波，对应的频率响应有一个实部R(ωi )和一个虚部Im(ωi )，由此对应两个关系式（方程），能解出两个未知参数。因此，为辩识(m+n+1)个参数，持续激励信号至少应包含： j ≥( m+n+1 )/2 个不同的频率成分。 3． 离散的脉冲响应 g(τ)的辨识 g(τ) ;τ = 0,1,..m ，假设过程稳定，当 τ > m 时 g(τ)= 0 。由维纳—何甫方程有： R uy (τ )=∑ g(σ)R uu (τ - σ) 式(4-1-1) 由上式得出(m+1)个方程的方程组: 上式表达成矩阵形式 φuy = φuu G 式（4-1-2） 可解出 G = φuu -1 φuy 式（4-1-3） G s b b s b s a s a s m m n n ()= ++++++0111 R R R m R R R m R R R m R m R m R g g g m uy uy uy uu uu uu uu uu uu uu uu uu ()()()() ()()()()()()()()()()()010******** ????????????=----?????????????????????????
系统辨识与参数估计大作业 第一题 递推最小二乘估计参数 考虑如上图所示的仿真对象，选择模型结构为： )()2()1()2()1()(2121k v k u b k u b k z a k z a k z +-+-=-+-+ ，其中)(k v 是服从)1,0(N 正态分布的不相关随机噪声；输入信号)(k u 采用4阶逆M 序列，特征多项式取41)(s s s F ⊕⊕=，幅度为1，循环周期为bit N p 62=；控制λ值，使数据的噪信比分别为10％，73％，100％三种情况。加权因子1)(=Λk ；数据长度L=500;初始 条件取001.0)0(?,10)0(6==θ I P ， （1） 利用递推最小二乘算法在线估计参数， （2） 利用模型阶次辨识方法（AIC 准则），确定模型的阶次。 （3） 估计噪声)(k v 的方差和模型静态增益K （4） 作出参数估计值随时间的变化图 答： 设过程的输入输出关系可以描述成()()()T z k h k n k θ=+ ()z k 是输出量，()h k 是可观测的数据向量，n (k)是均值为0的随机噪声
[]()(1),(2),(1),(2)T h k z k z k u k u k =------ []1212,,,T a a b b θ= 选取的模型为结构是 1212()(1)(2)(1)(2)z k a z k a z k bu k bu k =----+-+- 12121.5,0.7, 1.0,0.5a a b b =-=== 加权最小二乘参数估计递推算法RWLS 的公式如下， 1 1()(1)()()(1)()()()(1)()()()(1)()()()(1) T T T K k p k h k h k p k h k k k k K k z k h k k p k I K k h k p k θθθ-?? =--+ ??Λ?? ?? =-+--?? ??=--?? 为了把p(k)的对称性，可以把p(k)写成 1()(1)()()()(1)()()T T p k p k K k K k h k p k h k k ??=---+??Λ?? 如果把()k Λ设成1的时候，加权最小二乘法就退化成最小二乘法。 用AIC 准则定阶法来定阶，所用公式 n n n n Z H V θ=+ [](1),(2),(3),...,()T n Z z z z z L = 1212,,...,,,...a T n n n a a a b b b θ??=---?? (0) (1)...(1)(0)(1)...(1)(1)(0)...(2)(1)(0)...(2).........................(1)(2) ...()(1)(2) ...()n z z z n u u u n z z z n u u u n H z L z L z L n u L u L u L n ----???? --? ?=??? ? ------?? 其中模型参数n θ和 噪声()V k 方差的极大似然估计值为ML θ ，2 v σ 12()1()() ML ML ML T T n n n n T v n n n n H H H Z Z H Z H L θ σθθ-==-- AIC 的定阶公式写成 2 ()log 4v AIC n L n σ=+ 取1,2,3,4;n =分别计算()AIC n ，找到使()AIC n 最小的那个n 作为模型的阶次。一般说来，
4. 设某物理量Y 与X 满足关系式Y=aX 2+bX+c ，实验获得一批数据如下表，试辨识模型参数a ，b 和c 。（50分） X 1.01 2.03 3.02 4.01 5 6.02 7.03 8.04 9.03 10 Y 9.6 4.1 1.3 0.4 0.05 0.1 0.7 1.8 3.8 9.0 报告要求：要有问题描述、参数估计原理、程序流程图、程序清单，最后给出结果及分析。 (1)问题描述： 由题意知，这是一个已知模型为Y=aX 2+bX+c ，给出了10组实验输入输出数 据，要求对模型参数a ，b ，c 进行辨识。这里对该模型参数辨识采用递推最小二乘法。 (2)参数估计原理 对该模型参数辨识采用递推最小二乘法，即RLS （ recurisive least square ）， 它是一种能够对模型参数进行在线实时估计的辨识方法。 其基本思想可以概括为：新的估计值)(?k θ=旧的估计值)1(?-k θ+修正项 下面将批处理最小二乘法改写为递推形式即递推最小二乘参数估计的计算方法。 批处理最小二乘估计θ?为Y T T ΦΦΦ=-1 ) (?θ，设k 时刻的批处理最小二乘估计为： k T k k T k Y ΦΦΦ=-1 )(?θ令1 11 )] 1()()1([) ()(----+-=ΦΦ=k k k P k P T k T k ?? K 时刻的最小二乘估计可以表示为 k T k Y k P k Φ=)()(?θ=)]()()[(1 1k y k Y k P k T k ?+Φ-- =)]1(?)()()[()1(?--+-k k k y k K k T θ?θ ；式中)()()(k k P k K ?=，因为要 推导出P(k)和K(k)的递推方程，因此这里介绍一下矩阵求逆引理：设A 、（A+BC ）和（I +B CA 1 -）均为非奇异方阵，则1 11 11 1 )() (------+-=+CA B CA I B A A BC A 通过运用矩 阵求逆引理，把复杂的矩阵求逆转化为标量求倒数，大大减小了计算量。1+N P 与N P 间的递推关系。最终得到递推最小二乘参数递推估计公式如下： ??? ()(1)()[()()(1)]T k k K k y k k k θθ?θ=-+-- ① ()[() ()](T P k I K k k P k ?=-- ②
1 化学工程师资源主页 该站点由西弗吉尼亚大学校友Christopher M.A.Haslego维护。该主页有非常丰富的 化学工程方面的内容，其中包括一些查找物性数据比较好的站点：(https://www.doczj.com/doc/3c17600431.html,/physinternetzz.shtml) 1.1 物性数据((https://www.doczj.com/doc/3c17600431.html,/data.xls) 该数据库是浏览型数据库，含有470多种纯组分的物性数据，如分子量、冰点、沸点 、临界温度、临界压力、临界体积、临界压缩、无中心参数、液体密度、偶极矩、气相 热容、液相热容、液体粘度、反应标准热、蒸气压、蒸发热等。 1.2 聚合物和大分子的物理性质数据库(https://www.doczj.com/doc/3c17600431.html,/～athas/da tabank/intro.html) 该数据库是浏览型数据库。含有200多种线性大分子的物性数据，如熔融温度、玻璃 转换温度、热容等。该站点不仅提供物理性质，还提供一些供估计物质物理性质的软件 ，如PhysProps from G&P Engineering、Prode's thermoPhysical Properties Genera tor(PPP)等。 1.3 https://www.doczj.com/doc/3c17600431.html,/～jrm/thermot.html 该站点可查294种组分的热力学性质，还可以根据Peng Robinson状态方程计算纯组 分或混合物的性质：包括气液相图、液体与气体密度、焓、热容、临界值、分子量等数
据。 1.4 https://www.doczj.com/doc/3c17600431.html,/ G&P Engineering是一个软件，提供物质的28种物理性质并估算其它18种物理性质。 2 由美国国家标准技术研究院开发的数据库 2.1 标准参考数据库化学网上工具书(https://www.doczj.com/doc/3c17600431.html,/chemistry/) 该数据库是一种检索型数据库，检索方法非常简单，可通过化学物质名称、分子式 、部分分子式、CAS登记号、结构或部分结构、离子能性质、振动与电子能、分子量和作 用进行检索，可检索到的数据包括分子式、分子量、化学结构、别名、CAS登记号、气相 热化学数据、凝聚相热化学数据、液态常压热容、固态常压热容、相变数据、汽化焓、 升华焓、燃烧焓、燃烧熵、各种反应的热化学数据、溶解数据、气相离子能数据、气相 红外光谱、质谱、紫外/可见光谱、振动/电子能及其参考文献。 2.2 美国标准技术研究所物理网上工具书(https://www.doczj.com/doc/3c17600431.html,/) 该站点包括物性常数、原子光谱数据、分子光谱数据、离子化数据、χ-射线、γ- 射线数据、放射性计量数据、核物理数据及其它数据库。 3 化学搜索器(https://www.doczj.com/doc/3c17600431.html,/' target=_blank>https://www.doczj.com/doc/3c17600431.html,/) Chemfinder化学搜索器是免费注册使用的数据库，是目前网上化合物性质
岩石力学参数计算软件 (Ver1.00C) 石油大学（北京）岩石力学实验室 2004年10月
（一）软件的运行环境 1．CPU PIII 500或同等运算速度以上 2．内存128Mb以上 3．显存32Mb以上 4．屏幕显示分辨率1024*768 5．操作系统Windows 98 Windows2000 Windows XP 6．WORD97或2000 （二）软件的安装 1．开启计算机 2．将安装光盘放入光驱内，记住光驱的盘符，例如：E为光驱的盘符。3．计算机屏幕左下角“开始”——“运行”，出现对话框（图4.1），输入：E:\setup.exe 图4.1 运行对话框 4．“确定”后，按照提示安装软件。 5．安装软件结束后，系统会在C盘产生Dg_RockPra100C的目录，同时在“程序”中产生“岩石参数DG”的菜单条，软件可从这里启动。
(三) 软件入门 第一步：软件启动 点击“程序”中“岩石参数DG”的菜单条，软件启动，产生如下界面：
第二步：建立一个计算文件 1．激活菜单 + 2．输入参数窗口 新建计算文件打开计算文件保存计算文件计算输出结果到文件
（1）压裂井描述 井号：井名，对软件很重要，自动计算和保存的数据都是以井号为依据；（2）层段描述： 一个层段描述由层段类别、顶界深度、底界深度、参数预测中各项内容组成。 顶界深度：压裂、隔层或其他地层的起始深度； 底界深度：压裂、隔层或其他地层的终止深度； 层段类别：压裂、隔层或其他地层； “添加”：将层段类别、顶界深度、底界深度添加到计算数据库； “删除”：将当前指定的层段类别、顶界深度、底界深度从计算数据库中删除； “确定修改”：将当前指定的层段类别、顶界深度、底界深度、参数预测内容修改后保存到计算数据库； 注意：参数预测中的每项参数改动后，“确定修改”才有效。
摘要 天然气的压缩因子、体积系数、压缩系数、粘度等高压物性参数随气藏压力和温度的变化而变化,定量描述和预测这些参数的变化规律具有十分重要的实际意义。通过电脑程序将天然气高压物性的相关经验公式转变为程序计算，能够很快的得到计算结果以及对计算结果的图形分析，通过最后的图形分析我们能很直观的看出高压物性参数之间的关系，有利于确定合理的开发速度和规模，节省投资，将资金投向回报率高的方案上。 本文中首先介绍了天然气高压物性参数的相关经验及半经验公式，再利用excelVBA 实现公式的程序计算，只要输入原始数据，点击相应的高压物性计算按钮就能得到计算结果，数据分析窗体能够自动输出高压物性与相关参数的图形。 关键字：高压物性偏差系数粘度压力温度
ABSTRACT Gas compressibility factor, volume factor, compressibility, viscosity and other physical parameters with high pressure gas reservoir pressure and temperature changes, quantitatively describe and predict the variation of these parameters has a very important practical significance. Through a computer program related to the physical properties of high pressure natural gas into a program to calculate the empirical formula, can quickly get the results and the calculation results of the graphical analysis, graphical analysis through the last we can see the pressure very intuitive relationship between the physical parameters will help determine a reasonable pace and scale of development, reduce investment, high return on the capital investment program on. This paper first introduces the gas pressure in the physical parameters relevant experience and semi.empirical formulas to achieve reuse excelVBA program calculates the formula, as long as the input raw data, click on the appropriate button to be able to calculate the physical properties of high pressure to get results, analysis of data form can be automatically output pressure properties and related parameters graphics. Keywords: PVT variation ；coefficient of viscosity；pressure ；temperature ；coefficient of volume.
luent中一些问题----(目录) 1 如何入门 2 CFD计算中涉及到的流体及流动的基本概念和术语 2.1 理想流体（Ideal Fluid）和粘性流体（Viscous Fluid） 2.2 牛顿流体（Newtonian Fluid）和非牛顿流体（non-Newtonian Fluid） 2.3 可压缩流体（Compressible Fluid）和不可压缩流体（Incompressible Fluid） 2.4 层流（Laminar Flow）和湍流（Turbulent Flow） 2.5 定常流动（Steady Flow）和非定常流动（Unsteady Flow） 2.6 亚音速流动(Subsonic)与超音速流动（Supersonic） 2.7 热传导（Heat Transfer）及扩散（Diffusion） 3 在数值模拟过程中，离散化的目的是什么？如何对计算区域进行离散化？离散化时通常使用哪些网格？如何对控制方程进行离散？离散化常用的方法有哪些？它们有什么不同？ 3.1 离散化的目的 3.2 计算区域的离散及通常使用的网格 3.3 控制方程的离散及其方法 3.4 各种离散化方法的区别 4 常见离散格式的性能的对比（稳定性、精度和经济性） 5 流场数值计算的目的是什么？主要方法有哪些？其基本思路是什么？各自的适用范围是什么？ 6 可压缩流动和不可压缩流动，在数值解法上各有何特点？为何不可压缩流动在求解时反而比可压缩流动有更多的困难？ 6.1 可压缩Euler及Navier-Stokes方程数值解 6.2 不可压缩Navier-Stokes方程求解 7 什么叫边界条件？有何物理意义？它与初始条件有什么关系？ 8 在数值计算中，偏微分方程的双曲型方程、椭圆型方程、抛物型方程有什么区别？ 9 在网格生成技术中，什么叫贴体坐标系？什么叫网格独立解？ 10 在GAMBIT中显示的“check”主要通过哪几种来判断其网格的质量？及其在做网格时大致注意到哪些细节？ 11 在两个面的交界线上如果出现网格间距不同的情况时，即两块网格不连续时，怎么样克服这种情况呢？ 12 在设置GAMBIT边界层类型时需要注意的几个问题：a、没有定义的边界线如何处理？ b、计算域内的内部边界如何处理（2D）？ 13 为何在划分网格后，还要指定边界类型和区域类型？常用的边界类型和区域类型有哪些？ 14 20 何为流体区域（fluid zone）和固体区域（solid zone）？为什么要使用区域的概念？FLUENT是怎样使用区域的？ 15 21 如何监视FLUENT的计算结果？如何判断计算是否收敛？在FLUENT中收敛准则是如何定义的？分析计算收敛性的各控制参数，并说明如何选择和设置这些参数？解决不收