Electrical Engineering & Electromechanics (E-Journal - National Technical University "Kharkiv Polytechnic Institute") / Електротехніка і Електромеханіка (Національний технічний університет - "Харківський політехнічний iнститут")
Not a member yet
941 research outputs found
Sort by
Дослідження впливу орієнтації двосторонніх сонячних елементів на їхню електричну потужність
Get PDFPurpose. To develop the integrated mathematical model for definition of bifacial solar element rational power operation in the various operation conditions caused by orientation of solar panels and power influence. Methodology. We have proposed the method of definition of bifacial solar elements irradiation and temperature mode and also electric power production at various orientation of panels. Results. We have made analytical investigations of temperature operation conditions of solar elements and their influence on electrical power for various panels orientation in space. Features of irradiation of the forward and back parts of solar panels, conditions of a temperature operating mode and its influence on electric power production are shown. Possibilities of rational conditions of spatial panels orientation are considered. Originality. We have suggested and proved the model of definition bifacial irradiation solar panels and thermal conditions of electric power production and also rational conditions of spatial orientation of panels. Practical value. The developed by us methodology as well as results of its application, allows to choose rational architecture of a solar power station with high efficiency.Розроблений метод аналітичного визначення опромінення, температурного режиму, а також вироблення електроенергії двосторонніх сонячних елементів при різній орієнтації панелей. Створено інтегральну математичну модель для оцінки енергетичного режиму роботи сонячних елементів при змінних кліматичних умовах і просторових настановних характеристик. Проведені аналітичні дослідження роботи сонячних елементів. Показані особливості опромінення передньої й тильної сторін сонячних панелей, умови формування температурного режиму роботи і його впливу на вироблення електроенергії. Розглянуто можливості формування раціональних умов просторової орієнтації панелей за фактором електричної продуктивності. Використання запропонованої методики й результатів аналізу, проведених на її основі, дозволяє вибрати раціональну архітектуру сонячної електростанції високої ефективності
Синтез цифрового регулятора головного контуру триконтурної системи лінійного електроприводу робочого органу механізму бортової авіаційної техніки
Get PDFGoal The purpose of the article is to further develop analytical methods for calculating and synthesizing power electronics systems with deep pulse width modulation (PWM). A three-circuit linear electric drive system for positioning the working body of the mechanism of onboard aircraft equipment, in which the linear electric motor is controlled from a pulse width converter (PWC), is considered. The power converter is included in the current loop. It has a noticeable effect on the level of current ripple, travel speed and positioning accuracy of the operating mechanism of a linear electric drive. Methodology. To analyze the processes in the current loop, a discrete transfer function of a pulse-width converter for PWM in the final zone and «in the large» is obtained on the basis of the statistical linearization of the modulation characteristics of the multi-loop PWM model. The modulation characteristic of each circuit of the model is obtained as a result of the Fourier series expansion in Walsh functions of the output voltage of the PWM during the PWM process. Statistical linearization of modulation characteristics is performed based on Hermite polynomials. Results. During the analysis, discrete transfer functions of closed current loops, velocity and open loop position were obtained, for which a digital controller was synthesized in the form of a recursive filter. Originality. The parameters of the regulator links are found, which make it possible to complete the transient process in four PWC switching periods with an overshoot of no more than 6 %. The analysis of the speed-optimized positioning process of a linear electric drive based on the LED AT 605TU motor is carried out. Practical significance. The purpose of the analysis was to establish the relationship between the switching period of the PWM and the value of the uncompensated constant, at which the pulsations of the positioning process are minimal while ensuring the minimum overshoot and maximum speed. It was found that the specified requirements are satisfied by the ratio between the switching period, PWC and uncompensated constant in the range of one or two.В триконтурній системі лінійного електроприводу, робочий орган якого реалізує поступальне переміщення при виконанні команди бортового комп’ютера літального апарату, врахований вплив пульсацій широтно-імпульсного перетворювача постійної напруги на процес позиціонування. З умови кінцевої тривалості процесу позиціонування синтезовано цифровий регулятор головного контуру системи і запропонована його реалізація у вигляді рекурсивного цифрового фільтру
New algorithm for energy dispatch scheduling of grid-connected solar photovoltaic system with battery storage system
Get PDFPurpose. In last decade the problem of energy management system (EMS) for electric network has received special attention from academic researchers and electricity companies. In this paper, a new algorithm for EMS of a photovoltaic (PV) grid connected system, combined to an storage system is proposed for reducing the character of intermittence of PVs power which infect the stability of electric grid. In simulation model, the PV system and the energy storage system are connected to the same DC bus, whereas EMS controls the power flow from the PV generator to the grid based on the predetermined level of PV power. In the case where the PV power is less than the predefined threshold, energy is stored in the batteries banc which will be employed in the peak energy demand (PED) times. Otherwise, it continues to feed the principal grid. The novelty of the proposed work lies in a new algorithm (smart algorithm) able to determine the most suitable (optimal) hours to switching between battery, Solar PVs, and principal grid based on historical consumption data and also determine the optimal amount of storage energy that be injected during the peak demand. Methods. The solution of the problem was implemented in the Matlab R2010a Platform and the simulation conducted on Laptop with a 2.5 GHz processor and 4 GB RAM. Results. Simulation results show that the proposed model schedules the time ON/OFF of the switch in the most optimal way, resulting in absolute control of power electric path, i.e. precise adaptation at the peak without compromising consumers comfort. In addition, other useful results can be directly obtained from the developed scheme. Thus, the results confirm the superiority of the proposed strategy compared to other improved techniques.Мета. В останнє десятиліття проблемі системи енергоменеджменту (СЕМ) для електричної мережі приділялася особлива увага з боку науковців та електроенергетичних компаній. У цій роботі пропонується новий алгоритм для СЕМ фотоелектричної (ФЕ) системи, підключеної до мережі, об'єднаної з системою накопичення енергії для зменшення характеру переривчастості потужності ФЕ системи, що впливає на стабільність електричної мережі. У розрахунковій моделі ФЕ система та система накопичення енергії підключені до однієї і тієї ж шини постійного струму, тоді як СЕМ керує потоком потужності від ФЕ генератора до мережі на основі заздалегідь визначеного рівня потужності ФЕ. У тому випадку, коли потужність ФЕ менше заздалегідь визначеного порогу, енергія накопичується в батареях акумуляторів, що буде використано в часи пікового попиту на енергію. В іншому випадку ФЕ продовжує живити основну мережу. Новизна запропонованої роботи полягає в новому алгоритмі (розумному алгоритмі), здатному визначити найбільш підходящі (оптимальні) години для перемикання між акумулятором, сонячними ФЕ та основною мережею на основі даних про історію споживання, а також визначити оптимальну величину енергії накопичення, що вводиться під час пікового попиту. Методи. Розв‘язання задачі було реалізовано на платформі Matlab R2010a, а моделювання проведено на ноутбуці з процесором 2,5 ГГц та 4 ГБ оперативної пам'яті. Результати. Результати моделювання показують, що запропонована модель найоптимальніше планує час увімкнення/вимкнення вимикача, що призводить до абсолютного контролю потужності шляху електроенергії, тобто точної адаптації на піку без шкоди для комфорту споживачів. Крім того, з розробленої схеми можна безпосередньо отримати інші корисні результати. Таким чином, результати підтверджують перевагу запропонованої стратегії порівняно з іншими вдосконаленими методами
Multi-objective optimal power flow considering the multi-terminal direct current
Get PDFIntroduction. In recent years, transmission systems comprise more direct current structures; their effects on alternating current power system may become significant and important. Also, multi-terminal direct current is favorable to the integration of large wind and solar power plants with a very beneficial ecological effect. The novelty of the proposed work consists in the effects of the aforementioned modern devices on transient stability, thus turn out to be an interesting research issue. In our view, they constitute a new challenge and an additional complexity for studying the dynamic behavior of modern electrical systems. Purpose. We sought a resolution to the problem of the transient stability constrained optimal power flow in the alternating current / direct current meshed networks. Convergence to security optimal power flow has been globally achieved. Methods. The solution of the problem was carried out in MATLAB environment, by an iterative combinatorial approach between optimized power flow computation and dynamic simulation. Results. A new transient stability constrained optimal power flow approach considering multi-terminal direct current systems can improve the transient stability after a contingency occurrence and operate the system economically within the system physical bounds. Practical value. The effectiveness and robustness of the proposed method is tested on the modified IEEE 14-bus test system with multi-objective optimization problem that reflect active power generation cost minimization and stability of the networks. It should be mentioned that active power losses are small in meshed networks relative to the standard network. The meshed networks led to a gain up to 46,214 % from the base case.Вступ. В останні роки системи передачі електроенергії включають в себе більше структур постійного струму; їх вплив на енергосистему змінного струму може стати значним і важливим. Крім того, багатотермінальний постійний струм є сприятливим для інтеграції великих вітрових та сонячних електростанцій з дуже позитивним екологічним ефектом. Новизна запропонованої роботи полягає у впливі вищезазначених сучасних пристроїв на перехідну стабільність, що виявляється цікавим питанням для дослідження. На наш погляд, вони становлять нову проблему та додаткову складність для вивчення динамічної поведінки сучасних електричних систем. Мета. Ми шукали розв’язання задачі перехідної стабільності, обмеженої оптимальним потоком потужності в мережах змінного/постійного струму. Збіжність для забезпечення оптимального потоку енергії була глобально досягнута. Методи. Розв’язання задачі було здійснено в середовищі MATLAB за допомогою ітеративного комбінаторного підходу між оптимізованим обчисленням потоку потужності та динамічним моделюванням. Результати. Новий підхід, що обмежує перехідну стабільність, з урахуванням багатотермінальних систем постійного струму може покращити перехідну стабільність після виникнення непередбачених ситуацій та економічно експлуатувати систему у фізичних межах системи. Практичне значення. Ефективність та надійність запропонованого методу перевіряється на модифікованій тестовій 14-шинній системі IEEE з використанням багатоцільової задачі оптимізації, яка відображає мінімізацію витрат на активну генерацію електроенергії та стабільність мереж
Overhead power lines magnetic field reducing in multi-story building by active shielding means
Get PDFAim. Reducing of magnetic flux density of magnetic field in multi-storey building, generated by overhead power lines to the sanitary standards level by active shielding means. The tasks of the work are the synthesis, computer simulation and experimental research of three-circuits system of active shielding, which includes three shielding coils. Methodology. When synthesizing the system of active shielding of magnetic field, are determined their number, configuration, spatial arrangement and of shielding coils as well as the shielding coils currents and resulting magnetic flux density value in the shielding space. The synthesis is based on the multi-criteria game decision, in which the payoff vector is calculated on the basis on quasi-stationary approximation solutions of the Maxwell equations. The game decision is based on the stochastic particles multiswarm optimization algorithms. Results. Computer simulation and experimental research of three-circuit system of active shielding of magnetic field, generated by overhead power lines with phase conductors triangle arrangements in multi-storey building are given. The possibility of initial magnetic flux density level reducing in multi-storey building to the sanitary standards level is shown. Originality. For the first time to reducing of magnetic flux density of magnetic field in multi-storey building the synthesis, computer simulation and experimental research of three-circuit system of active shielding of magnetic field generated by single-circuit overhead power line with phase conductors triangular arrangements carried out. Practical value. Practical recommendations from the point of view of the practical implementation on reasonable choice of the spatial arrangement of three shielding coils of three-circuit system of active shielding of the magnetic field generated by single-circuit overhead power line with phase conductors triangular arrangements in multi-storey building are given.Цель. Снижение уровня индукции магнитного поля внутри многоэтажного дома, генерируемого одноцепной воздушной линией электропередачи до уровня санитарных норм. Задачами работы являются синтез, компьютерное моделирование и экспериментальные исследования трехконтурной системы активного экранирования, содержащей три экранирующие обмотки. Методология. При синтезе системы определены – количество, конфигурация, пространственное расположение экранирующих обмоток, а также токи в экранирующих обмотках и результирующие значения индукции магнитного поля в пространстве экранирования. Синтез трехконтурной системы активного экранирования основан на решении многокритериальной стохастической игры, в которой векторный выигрыш вычисляется на основании решений уравнений Максвелла в квазистационарном приближении. Решение игры находится на основе алгоритмов стохастической мультиагентной оптимизации мультироем частиц. Результаты. Приводятся результаты компьютерного моделирования и экспериментальных исследований трехконтурной системы активного экранирования магнитного поля внутри многоэтажного дома, генерируемого воздушной линией электропередачи. Показана возможность снижения уровня индукции исходного магнитного поля внутри многоэтажного дома до уровня санитарных норм. Оригинальность. Впервые для снижения уровня индукции магнитного поля внутри многоэтажного дома до уровня санитарных норм, проведены синтез, компьютерное моделирование и экспериментальные исследования трехконтурной системы активного экранирования магнитного поля, генерируемого одноцепной воздушной линией электропередачи с треугольным подвесом проводов. Практическая ценность. Приводятся практические рекомендации по обоснованному выбору, с точки зрения практической реализации, пространственного расположения трех экранирующих обмоток трехконтурной системы активного экранирования магнитного поля, от генерируемого внутри многоэтажного дома магнитного поля одноконтурной воздушной линии электропередачи с треугольным подвесом проводов
A robust control design approach for altitude control and trajectory tracking of a quadrotor
Get PDFIntroduction. Unmanned aerial vehicles as quadcopters, twin rotors, fixed-wing crafts, and helicopters are being used in many applications these days. Control approaches applied on the quadrotor after decoupling the model or separate altitude control and trajectory tracking have been reported in the literature. A robust linear H∞ controller has been designed for both altitude control and circular trajectory tracking at the desired altitude. Problem. The ability of the quadrotor system to hover at a certain height and track any desired trajectory makes their use in many industrial applications in both military and civil applications. Once a controller has been designed, it may not be able to maintain the desired performance in practical scenarios, i.e. in presence of wind gusts. Originality. This work presents the control strategy to ensure both altitude control and trajectory tracking using a single controller. Purpose. However, there is a need for a single controller that ensures both altitude control and trajectory tracking. Novelty. This paper presents a robust H∞ control for altitude control and trajectory tracking for a six degree of freedom of unmanned aerial vehicles quadrotor. Methodology. Multi input multi output robust H∞ controller has been proposed for the quadrotor for altitude control and tracking the desired reference. For the controller validation, a simulation environment is developed in which a 3D trajectory is tracked by the proposed control methodology. Results. Simulation results depict that the controller is efficient enough to achieve the desired objective at minimal control efforts. Practical value. To verify that the proposed approach is able to ensure stability, altitude control, and trajectory tracking under practical situations, the performance of the proposed control is tested in presence of wind gusts. The ability of the controller to cater to the disturbances within fractions of seconds and maintaining both transient and steady-state performance proves the effectiveness of the controller.Вступ. Безпілотні літальні апарати, такі як квадрокоптери, двороторні апарати, апарати з нерухомими крилами та гелікоптери сьогодні використовуються у багатьох сферах застосування. У літературі повідомляється про підходи до керування, застосовані на квадрокоптері після від’єднання моделі або окремого контролю висоти та відстеження траєкторії. Надійний лінійний регулятор H∞ був розроблений як для контролю висоти, так і для відстеження кругової траєкторії на потрібній висоті. Проблема. Здатність квадрокоптерної системи зависати на певній висоті та відстежувати будь-яку бажану траєкторію робить їх застосування можливим у багатьох сферах як у військових, так і в цивільних цілях. Розроблений контролер може не підтримувати бажані характеристики у реальних умовах, тобто за наявності поривів вітру. Оригінальність. У цій роботі представлена стратегія керування, яка забезпечує як контроль висоти, так і відстеження траєкторії за допомогою одного контролера. Мета. Однак існує потреба в єдиному контролері, який забезпечує як контроль висоти, так і відстеження траєкторії. Новизна. У цій статті представлено надійний регулятор H∞ для контролю висоти та відстеження траєкторії для шести ступенів свободи безпілотних літальних апаратів. Методологія. Для квадрокоптера запропоновано багатовхідний багатовихідний надійний контролер H∞ для контролю висоти та відстеження бажаного курсу. Для перевірки контролера розробляється середовище моделювання, в якому тривимірна траєкторія відстежується за запропонованою методологією керування. Результати. Результати моделювання показують, що контролер є досить ефективним для досягнення бажаної мети при мінімальних зусиллях контролю. Практична цінність. Щоб переконатися, що запропонований підхід здатний забезпечити стабільність, контроль висоти та відстеження траєкторії в реальних ситуаціях, параметри запропонованого контролю перевіряються за наявності поривів вітру. Здатність контролера усувати порушення протягом кількох секунд і підтримувати як перехідні, так і стабільні показники доводить ефективність контролера
Adaptive maximum power point tracking using neural networks for a photovoltaic systems according grid
Get PDFIntroduction. This article deals with the optimization of the energy conversion of a grid-connected photovoltaic system. The novelty is to develop an intelligent maximum power point tracking technique using artificial neural network algorithms. Purpose. Intelligent maximum power point tracking technique is developed in order to improve the photovoltaic system performances under the variations of the temperature and irradiation. Methods. This work is to calculate and follow the maximum power point for a photovoltaic system operating according to the artificial intelligence mechanism is and the latter is used an adaptive modified perturbation and observation maximum power point tracking algorithm based on function sign to generate an specify duty cycle applied to DC-DC converter, where we use the feed forward artificial neural network type trained by Levenberg-Marquardt backpropagation. Results. The photovoltaic system that we chose to simulate and apply this intelligent technique on it is a stand-alone photovoltaic system. According to the results obtained from simulation of the photovoltaic system using adaptive modified perturbation and observation – artificial neural network the efficiency and the quality of the production of energy from photovoltaic is increased. Practical value. The proposed algorithm is validated by a dSPACE DS1104 for different operating conditions. All practice results confirm the effectiveness of our proposed algorithm.Вступ. У статті йдеться про оптимізацію перетворення енергії фотоелектричної системи, підключеної до мережі. Новизна полягає у розробці методики інтелектуального відстеження точок максимальної потужності з використанням алгоритмів штучної нейронної мережі. Мета. Методика інтелектуального відстеження точок максимальної потужності розроблена з метою поліпшення характеристик фотоелектричної системи в умовах зміни температури та опромінення. Методи. Робота полягає в обчисленні та відстеженні точки максимальної потужності для фотоелектричної системи, що працює відповідно до механізму штучного інтелекту, і в останній використовується адаптивний модифікований алгоритм збурення та відстеження точок максимальної потужності на основі знаку функції для створення заданого робочого циклу стосовно DC-DC перетворювача, де ми використовуємо штучну нейронну мережу типу «прямої подачі», навчену зворотному розповсюдженню Левенберга-Марквардта. Результати. Фотоелектрична система, яку ми обрали для моделювання та застосування цієї інтелектуальної методики, є автономною фотоелектричною системою. Відповідно до результатів, отриманих при моделюванні фотоелектричної системи з використанням адаптивних модифікованих збурень та спостереження – штучної нейронної мережі, ефективність та якість виробництва енергії з фотоелектричної енергії підвищується. Практична цінність. Запропонований алгоритм перевірено dSPACE DS1104 для різних умов роботи. Усі практичні результати підтверджують ефективність запропонованого нами алгоритму
Деструкция полимерной изоляции и пороговые амплитуды импульсов тока различной временной формы для электрических проводов и кабелей в слабо– и сильноточных цепях устройств импульсной энергетики, электротехники и электроники
Get PDFGoal. Development of engineering method for settlement of threshold amplitudes Impk of single-pulse current ip(t) of different temporal shapes for electric wires and cables with polyethylene (PET), polyvinylchloride (PVC) and rubber (R) half-length insulation, used in modern pulsed power engineering, electrical engineering and electronics in their low- and high-current circuits. Methodology. Basis of the theoretical and applied electrical engineering, electrical power engineering, electrophysics bases of technique of high-voltage and large pulsed currents, bases of low- and high-current electronics, measuring technique, electromagnetic compatibility and standardization. Results. Development of engineering method is executed on close calculation determination of threshold amplitudes Impk of single-pulse axial-flow current ip(t) of different temporal shapes for electric wires and cables with copper (aluminum) current-carrying parts and PET, PVC and R half-length insulation, used in the ow- and high-current circuits of pulsed electrical power engineering, electrical engineering and electronics. Electrothermal resistibility of half-length insulation of the examined cable and wire products (CWP), proper maximum to the possible temperatures of heating of current-carrying and insulating parts of the probed wires and cables and shutting out the offensive of the phenomenon destruction in the indicated insulation of CWP, was fixed based on this method. Calculation analytical correlations are obtained for finding in probed CWP of threshold numeral values of Impk amplitudes of pulses of current ip(t), time-varying both on aperiodic dependence of type τf/τp with duration of their front τf and duration of their pulses τp and by law of exponential attenuation sinewave. It is shown that at Imp>Impk destruction of their half-length insulation, resulting in the decline of service life of CWP, will come from the thermal overheat of current-carrying parts of the examined electric wires and cables. The examples of practical application of the offered method are resulted upon settlement for a radiofrequency coaxial cable RC 50-4-11 with middle sizes is easily soiled with continuous PET insulation of threshold amplitudes of Impk of standard aperiodic pulses of current ip(t) from nano-, micro- and millisecond temporal ranges of shape of τf/τp=5 ns/200 ns, τf/τp=10 μs/350 μs and τf/τp=7 ms/160 ms. It is shown that with the proper growth of parameter τp>>τf for flow on a continuous copper tendon and split copper shell of radiofrequency coaxial cable RC 50-4-11 with middle sizes is easily soiled indicated homopolar pulses of current ip(t) substantial diminishing of their threshold amplitudes of Impk (with 531,2 кА for the nanosecond pulse of current of type 5 ns/200 ns to 1.84 кА for the millisecond impulse of current of type of 7 ms/160 ms takes place). Originality. An engineering method is first developed for close settlement of threshold numeral values of Impk amplitudes of single-pulse axial-flow current ip(t) of arbitrary peak-temporal parameters for electric wires and cables with copper (aluminum) current-carrying parts and PET, PVC and R half-length insulation. Practical value. Application in electrical engineering practice of the offered engineering method for determination of threshold amplitudes Impk of the indicated pulses of axial-flow current ip(t) for the probed electric wires and cables will allow considerably to increase service life of examined CWP.Запропонована інженерна методика за розрахунковим визначенням порогових амплітуд Impk імпульсів струму ip(t) різної часової форми для електричних проводів і кабелів з поліетиленовою, полівінілхлоридною і гумовою ізоляцією, широко вживаних в галузі імпульсної енергетики, високовольтної сильнострумової техніки, вимірювальної техніки і електроніки, а також в системах імпульсного електроживлення, контролю, управління роботою і діагностики стану функціонування електротехнічних пристроїв різного загальногромадянського і військового призначення. В якості вихідного критеріального положення при виборі порогових амплітуд Impk імпульсів струму ip(t) довільних амплітудно-часових параметрів для вказаних проводів і кабелів була вибрана термічна стійкість їх поясної ізоляції, яка відповідає гранично допустимим короткочасним температурам нагріву мідних (алюмінієвих) і ізоляційних частин досліджуваних кабелів (проводів) і що не допускає настання явища деструкції в ізоляції даної кабельно-провідникової продукції. Приведені приклади практичного використання запропонованої методики за розрахунковим визначенням порогових амплітуд Impk стандартних аперіодичних імпульсів струму ip(t) часової форми 5 нс/200 нс, 10 мкс/350 мкс і 7 мс/160 мс для радіочастотного коаксіального середньогабаритного кабелю марки РК 50-4-11 зі суцільною поліетиленовою ізоляцією
Optimization of accurate estimation of single diode solar photovoltaic parameters and extraction of maximum power point under different conditions
Get PDFIntroduction. With the snowballing requirement of renewable resources of energy, solar energy has been an area of key concern to the increasing demand for electricity. Solar photovoltaic has gotten a considerable amount of consideration from researchers in recent years. Purpose. For generating nearly realistic curves for the solar cell model it is needed to estimate unknown parameters with utmost precision. The five unknown parameters include diode-ideality factor, shunt-resistance, photon-current, diode dark saturation current, and series-resistance. Novelty. The proposed research method hybridizes flower pollination algorithm with least square method to better estimate the unknown parameters, and produce more realistic curves. Methodology. The proposed method shows many promising results that are more realistic in nature, as compared to other methods. Shunt-resistance and series-resistance are considered and diode constant is not neglected in this approach that previously has been in practice. The values of series-resistance and diode-ideality factor are found using flower pollination algorithm while shunt-resistance, diode dark saturation current and photon-current are found through least square method. Results. The combination of these techniques has achieved better results compared to other techniques. The simulation studies are carried on MATLAB/Simulink.Вступ. З огляду на величезну потребу у відновлюваних енергетичних ресурсах, сонячна енергія стала ключовою сферою розв’язання проблеми зростання попиту на електроенергію. За останні роки сонячна фотоелектрична техніка отримала значну увагу з боку дослідників. Мета. Для створення майже реалістичних кривих для моделі сонячних батарей необхідно оцінити невідомі параметри з максимальною точністю. П'ять невідомих параметрів включають коефіцієнт ідеальності діодів, опір шунту, фотонний струм, струм темного насичення діодів і послідовний опір. Новизна. Запропонований метод дослідження поєднує алгоритм запилення квітів із методом найменших квадратів для кращої оцінки невідомих параметрів та отримання більш реалістичних кривих. Методологія. Запропонований метод демонструє багато перспективних результатів, які є більш реалістичними за своєю природою, порівняно з іншими методами. Розглянуто опір шунта і послідовний опір, і в цьому підході, який раніше застосовувався на практиці, не нехтують постійною діода. Значення послідовного опору та коефіцієнта ідеальності діодів визначаються за допомогою алгоритму запилення квіток, тоді як опір шунту, струм темного насичення діодів і фотонний струм - методом найменших квадратів. Результати. Поєднання цих методів забезпечило кращі результати у порівнянні з іншими методами. Моделювання проводиться на MATLAB/Simulink
Проникновение неоднородного электромагнитного поля в электропроводное тело
Get PDFThe study is based on the exact analytical solution for the general conjugation problem of three-dimensional quasi-stationary field at a flat interface between dielectric and conducting media. It is determined that non-uniform electromagnetic field always decreases in depth faster than uniform field. The theoretical conclusion is confirmed by comparing the results of analytical and numerical calculations. The concept of strong skin effect is extended to the case when penetration depth is small not only compare to the characteristic body size, but also when the ratio of the penetration depth to the distance from the surface of body to the sources of the external field is small parameter. For strong skin effect in its extended interpretation, the influence of external field non-uniformity to electromagnetic field formation both at the interface between dielectric and conducting media and to the law of decrease field in conducting half-space is analyzed. It is shown, at the interface the expressions for the electric and magnetic intensities in the form of asymptotic series in addition to local field values of external sources contain their derivatives with respect to the coordinate perpendicular to the interface. The found expressions made it possible to generalize the approximate Leontovich impedance boundary condition for diffusion of non-uniform field into conducting half-space. The difference between the penetration law for the non-uniform field and the uniform one takes place in the terms of the asymptotic series proportional to the small parameter to the second power and to the second derivative with respect to the vertical coordinate from the external magnetic field intensity at the interface.Исследование основано на точном аналитическом решении общей задачи сопряжения трехмерного квазистационарного поля на границе раздела диэлектрической и проводящей сред. Установлено, что неоднородное электромагнитное поле всегда убывает по глубине быстрее, чем однородное. Теоретический вывод подтверждается сопоставлением результатов аналитических и численных расчетов. Понятие сильного скин-эффекта распространяется на случай, когда глубина проникновения мала по сравнению не только с характерными размерами тела, но также когда отношение глубины проникновения к расстоянию от поверхности тела до источников внешнего поля является малым параметром. Для сильного скин-эффекта в его расширенной интерпретации проанализировано влияние неоднородности внешнего поля на формирование электромагнитного поля на границе и на закон убывания поля в проводящем полупространстве. Показано, что на границе выражения в виде асимптотических рядов для напряженностей полей помимо локальных значений поля внешних источников содержат их производные по координате, перпендикулярной граничной поверхности. Полученные выражения позволили обобщить приближенное импедансное граничное условие Леонтовича для диффузии неоднородного поля в проводящее полупространство. Отличие законов проникновения для неоднородного и однородного полей имеет место в членах асимптотического ряда, пропорциональных малому параметру во второй степени и второй производной по вертикальной координате от напряженности внешнего магнитного поля у граничной поверхности