دانلود مقالات و پایان نامه ها با موضوع تخمین پارامترهای شبکه قدرت بر اساس کمیات بهره برداری ... |
که در آن H و Hp ماتریس ژاکوبین h نسبت به x و p است. معادلات بالا را میتوان به دو صورت همزمان و ترتیبی حل کرد.
روش حل همزمان شامل تخمین بردار حالت گسترشیافته (۲-۹) با بهره گرفتن از بردار اندازه گیری z است. معادلات بالا به طور همزمان بر حسب p و x با بهره گرفتن از روش گاوس_نیوتون و یا روشهای جایگزین مشابه حل می شود. هر اطلاع قبلی(p0) از مقدار p می تواند به عنوان مقدار اولیه به معادله اضافه شود.
(۲‑۹)
معادلات ذکرشده به ترتیب نیز می تواند حل شود. ابتدا با ثابت نگهداشتن مقدار p به تخمین حالت میپردازیم. با تطبیق پارامتر به طور متوالی و تکرار تخمین حالت میتوان به نتیجه رسید. مشخص است که بازده این پروسه به توانایی الگوریتم به بهبود سریع پارامترها بستگی دارد. آزمایشها با روش گاوس_نیوتون برای حل معادله دوم همگرایی خوبی را از خود نشان داده است.
در[۹] از روش ترتیبی برای تخمین پارامتر استفاده کرده است. همان طور که بیان شد در این روش معادله تخمین حالت به دو معادله مجزا بر حسب x وp تبدیل می شود. در روش ترتیبی ابتدا معادله مربوط به x را حل کرده و سپس به سراغ بهروزرسانی کردن متغیرهای p میرویم. در اینجا مرحله اول تخمین به اتمام رسیده است. این مرحله را آنقدر تکرار میکنیم تا پارامترها و متغیرهای حالت مسئله به مقدار نهایی همگرا شوند. این راه ممکن است به محاسبات و زمان زیادی نیازمند است؛ بنابراین بهتر است در هنگام بهروزرسانی کردن متغیرها از روش دیگری استفاده کنیم. در[۹] روشی برای بهروزرسانی کردن پارامترها بر اساس آنالیز بردار باقیمانده ارائه میدهد. در این روش از رابطهای میان باقیمانده و خطای پارامترها استفاده می شود. در هر مرحله پس از تخمین حالت با بهره گرفتن از باقیماندهها، خطای پارامترها محاسبهشده و به این طریق پارامترها بهروزرسانی می شود. این روش به زمان حل کوتاهتری نیاز دارد.
در این مقاله روش تحلیل باقیمانده برای تعیین خطای پارامترها به کار گرفته شده است. برای بررسی روش ابتدا به پیدا کردن خطای تک پارامتر مجهول پرداخته می شود.
تابع مربوط به تخمین حالت سیستم را به شکل زیر میتوان نوشت:
(۲‑۱۰)
که در آن زیرنویس s بیانگر اندازه گیریهایی هستند که برای تخمین پارامتر مورد نظر دخیل هستند.
X بردار حالت صحیح شبکه
P مقدار صحیح پارامتر مورد نظر
P* مقدار پارامتر همراه با خطا
و e خطای اندازه گیری است.
عبارت داخل براکت معادله (۲-۱۰) مربوط به خطای اندازه گیری است. مقدار خطای اندازه گیری شده در این معادل را میتوان به صورت زیر خطی کرد:
(۲‑۱۱)
که در آن بردار ستونی n بعدی از مشتقات جزئی hs نسبت به p است و ep مقدار خطای پارامتر است (p-p*).
با بهره گرفتن از یک رابطه حساسیت شناختهشده بین باقیمانده و خطای اندازه گیریها رابطه زیر را میتوان نوشت:
(۲‑۱۲)
که در آن
(۲‑۱۳)
میتوان رابطهای خطی بین باقیمانده اندازه گیریها (rs) و خطای پارامتر ep تعریف کرد. با محدود کردن تخمین پارامتر بهs اندازه گیری که در تخمین پارامتر p نقش دارند و با توجه به رابطه (۲-۱۱) میتوان نوشت:
(۲‑۱۴)
که در آن wss زیر ماتریسی از w است که مطابق با s اندازه گیری دخیل در تخمین پارامتر تعریف می شود. معادله (۲-۱۴) یک رابطه خطی میان باقیمانده s اندازهگیریrs و خطای پارامتر ep را در حضور نویز نشان میدهد. رابطه بالا را میتوان به صورت زیر بیان کرد:
(۲‑۱۵)
که در آن Rs ماتریس کوواریانس است. بقیه متغیرها نیز به صورت قبل تعریف می شود.
در حقیقت، معادله (۲-۱۵) در مسائل کاربردی استفاده نمی شود چرا که شامل بردار wss است. برای حل این مشکل راهکاری ساده ارائهشده است. از رابطه (۲-۱۳) میتوان نوشت:
(۲‑۱۶)
که در آن G ماتریس بهره سیستم است که در انتهای تخمین حالت سیستم قابلمحاسبه خواهد بود. بردار n بعدی زیر را تعریف میکنیم:
(۲‑۱۷)
که مؤلفههای آن به صورت زیر خواهد بود:
(۲‑۱۸)
با بهره گرفتن از رابطه (۲-۱۶) و (۲-۱۷) رابطه (۲-۱۵) به صورت زیر در خواهد آمد:
(۲‑۱۹)
در رابطه بالا برای محاسبه ep، ابتدا ys را از رابطه زیر محاسبه میکنیم:
(۲‑۲۰)
با جایگذاری رابطه (۲-۴۰) در رابطه (۲-۴۱) خواهیم داشت:
(۲‑۲۱)
این رابطه، رابطه نهایی برای بدست آوردن خطای پارامتر است. با قرار دادن مقدار خطا در رابطه زیر به مقدار جدیدی که به مقدار صحیح پارامتر است نزدیک میشویم:
(۲‑۲۲)
با تکرار مراحل بالا و همگرایی مسئله، به مقدار صحیح پارامترها دست خواهیم یافت.
محاسبه خطای پارامتر به روش گسترش بردار حالت
یکی دیگر از روشهای تخمین پارامتر روش گسترش بردار حالت سیستم با پارامترهایی از سیستم است که در صحیح بودن آنها تردید داریم. در این روش مسئله با اضافه شدن تعداد پارامترهای مجهول به بردار حالت، به یک مسئله بدحالت تبدیل خواهد شد. در مقالات مختلف به حل این مشکل پرداخته شده است. از کاربردیترین این روشها میتوان به حل مسئله با روش فیلتر کالمن و حل به روش معادله معمولی اشاره کرد[۶] . در ادامه به طور مختصر به این دو روش خواهیم پرداخت.
محاسبه خطای پارامتر به روش معادله معمولی در تخمین حالت
اگر خطای پارامتر در شبکه ظاهر شود تخمین حالت با نتایج نادرست همراه خواهد بود. در[۷] ابتدا رابطهای بین خطای پارامترها و نتایج تخمین حالت بیان شده است. رابطه معرفیشده در ادامه برای پیدا کردن خطای پارامترها مورد استفاده قرارگرفته است. در این قسمت دو نوع مختلف خطای پارامتر بررسی شده است. اولین حالت خطای پارامتر در المان سری (خط و ترانسفورماتور) و دیگری در المانهای موازی (خازن موازی و راکتور) است.
تأثیر خطای پارامتر را میتوان در ماتریس ژاکوبین نشان داد. Ht را ماتریس ژاکوبین صحیح شبکه در نظر بگیرید. H ماتریس خطا دار و B خطای ماتریس ژاکوبین است بطوریکه:
(۲‑۲۳)
میتوان نشان داد که تخمین بردار حالت X و بردار باقیمانده مربوطه r با استفاده ازH در تخمین حالت به صورت زیر در خواهد آمد:
(۲‑۲۴)
(۲‑۲۵)
که در آن x بردار حالت صحیح، M در قسمت قبل معرفیشده است، (I-M) ماتریس حساسیت باقیمانده اندازه گیریها و =Bxζ به عنوان بردار بایاس ظاهر شدهاند.
خطای پارامتر در المان سری:
فرم در حال بارگذاری ...
[شنبه 1400-08-22] [ 02:32:00 ب.ظ ]
|