分数阶电路仿真平台的设计与开发

发布时间：2020-04-12 00:09

【摘要】：近年来,分数阶微积分理论获得了广泛的关注,这也使得它成为研究各个学科新的理论基础。而这一理论在电气工程领域也得到了广泛的应用。基于分数阶微积分理论,研究人员们提出了一些新的元件模型,如分数阶电容、分数阶电感、分数阶耦合电感、分数阶忆阻等。这些分数阶模型在简化了模型结果的同时,还使得模型的精度得到显著地提高,使得这些模型更具有实用性。但是分数阶微积分的理论较复杂,同时又缺乏使用工具,这使得分数阶微积分的应用方面并没有获得较快的发展。因此,设计功能多样化的分数阶工具箱很有必要。本文首先介绍了分数阶电路仿真平台的功能模块,借助MATLAB/GUI,对该平台的输入输出方法做了详细的阐述;然后通过比较分析了常用的几种分数阶微积分定义,选择Caputo定义来建立分数阶电容和分数阶电感的伴随模型,基于MATLAB语言,采用改进节点法编写分数阶电路仿真程序,弥补了分数阶电路仿真软件的空缺;为了进一步研究分数阶电路,本文整理了分数阶电路的辨识程序和系统分析方法,辨识程序包括传统整数阶辨识、同元次分数阶辨识和多元次分数阶辨识。系统分析包括时域分析和频域分析。为了提高该平台的工程性,本文添加了分数阶控制器的仿真程序。最后,为这些程序编写了图形用户界面,实现各个功能模块的相互调用,提高该平台的实用性。
【图文】：

图 3-1 电路计算模块功能图域辨识模块的功能介绍如图 3-2 所示。本平台可以在频域内对电路进行识，其中，，整数阶辨识是基于矢量匹配法，分数阶辨识包括基于 Levy 识和基于矢量匹配法的多元次分数阶辨识。

电路频域辨识模块功能图
【学位授予单位】：华北电力大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TM13;O172

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本文编号：2624018