CN106569019A - 一种功率管理控制系统的功率传感器检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于林业机器的功率管理控制系统，该系统包括功率控制模块、电源模块、切削工具、切削工具定位系统、推进系统、转向系统、发动机控制模块，用于计算发动机负载；其中，所述的功率控制模块在所述计算的发动机负载超过预定值时自动减小切削工具的速度、切削工具定位系统的功率和转向系统的功率中的至少一个，并且所述功率控制模块在由高于标准设定速度的第一预定百分比和低于标准设定速度的第二预定百分比所定义的速度范围内调整所述切削工具的速度。
Description
技术领域
本发明属于功率管理控制技术领域，尤其涉及一种功率管理控制系统的功率传感器检测方法。
背景技术
被称为伐木归堆机的伐木联合机在林业中是众所周知的。在通常操作期间，可用于驱动泵的发动机功率是由该泵的特性和该泵经受的负载决定的。两个泵的排量是由操作者通过在驾驶室中提供合适的控制而手动控制的。一旦锯提高速度，锯驱动泵通常在全排量下操作，而主泵排量根据该操作者想要多快地操作机器或者通过其各种功能而施加在机器上的负载而由操作者控制。被称为伐木归堆机的伐木联合机在林业中是众所周知的。但是，存在组合的泵负载的功率的总额比发动机能够提供的功率更多的情况。例如，考虑砍伐树木的操作。当机器接近树并且锯开始切削，锯速度将降低。然后，操作者可以命令从锯马达和/或泵的更多流量以增加锯速度。如果其它泵和马达(推进、悬臂功能等)也在最大排量，则组合的负载可能超过最大发动机功率，因此，使发动机停转。
功率管理问题的第一种已知的解决方案包含降低机器速度。操作员可以降低机器驱动切削的速度，从而降低锯功率和推进系统上的需求。这个方法防止锯速度下降太快，但具有降低生产率的缺点。第二个已知的解决方案需要操作员调整推进或悬臂功能以防止发动机速度在切削期间下降太多。这个方法取决于操作者的及时干预。操作者还需要能够听到或感知锯、各种液压系统以及发动机以便估计它们的相关性能。这个解决方案有多个缺点：(1)切削通过树的速度对于操作员来说通常太快以致不能及时对功率需求的变化作出有效的反应；(2)现代驾驶室的声音和振动隔离可以阻止操作者有效的听到和感觉到发动机和液压系统如何对负载作出反应；(3)现代发动机上的额外的排放控制装置和更有效的消声器已经降低了从发动机排出的废气能量的量。其结果是对于操作者更难听到和准确地估计发动机负载的更安静的发动机。
在现有技术中存在仍未解决的以提高效率为目的以协调的方式操作机器的液压系统的问题。操作者不能够在最有效的点同时操作每个液压系统。因此，用于管理机器的多个不同系统的功率的方法是需要的。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于林业机器的功率管理控制系统，旨在改变传统的教学方式，能够增加信息传送的速度和幅度，便于学生对于信息的接收和消化。
本发明是这样实现的，一种用于林业机器的功率管理控制系统，该用于林业机器的功率管理控制系统包括功率控制模块、电源模块、切削工具、切削工具定位系统、推进系统、转向系统、发动机控制模块，用于计算发动机负载；其中，所述的功率控制模块在所述计算的发动机负载超过预定值时自动减小切削工具的速度、切削工具定位系统的功率和转向系统的功率中的至少一个，并且所述功率控制模块在由高于标准设定速度的第一预定百分比和低于标准设定速度的第二预定百分比所定义的速度范围内调整所述切削工具的速度。
进一步，所述的功率控制模块包括主控机、功率传感器、存储器和显示模块。
进一步，所述的功率传感器包括功率测量用电阻和功率测量用控制器；所述的功率测量用电阻设置在所述功率传感器的左侧，所述的功率测量用控制器设置在所述功率测量用电阻的右侧；所述的功率测量用控制器包括电源插头、显示屏、电容体；电源插头设置在所述功率测量用控制器的下端右侧，所述的显示屏设置在所述功率测量用控制器的上端，所述的电容体设置在所述显示屏的下端。
进一步，所述的电源模块包括电源连接装置、蓄电装置和继电保护装置。
进一步，所述的电源连接装置包括至少一个连接外部电源的电源输入电路和至少一个连接负载的负载输出电路。
进一步，所述的蓄电装置包括连接蓄电池的蓄电池充放电电路。
进一步，所述的切削工具包括与所述切削工具相关联的切削工具速度传感器。
进一步，所述的所述的功率控制模块在调整所述切削工具的速度之前调整所述切削工具定位系统的功率、所述转向系统的功率和所述推进系统的功率中的至少两个。
进一步，一种用于林业机器的功率管理控制的方法，包括以下步骤：
S1、功率控制模块计算发动机负载；以及当所述发动机负载超过预定值时，基于所述计算出的发动机负载，自动调整切削工具的速度、切削工具定位系统的功率、推进系统的功率和转向系统的功率中的至少一个；
S2、功率控制模块1检测切削工具的速度；以及基于所述切削工具的速度和所述计算出的发动机负载，自动调整切削工具定位系统的功率、推进系统的功率和所述转向系统的功率中的至少一个；
S3、在调整所述切削工具的速度之前，自动调整所述切削工具定位系统的功率、所述推进系统的功率和所述转向系统的功率中的至少两个。
本发明的另一目的在于提供一种功率管理控制系统的功率传感器检测方法，所述功率传感器检测方法采用测量经过可调数字式移相器移相的待测信号Vx与参考微波信号Vref合成后的信号功率的方法，实现对微波相位的精确测量，即将待测信号Vx经过可调数字式移相器搬移一定的相位角度后加到功率合成器的输入端口二，将与待测信号Vx频率相同的参考微波信号Vref加到功率合成器的输入端口一；这两路信号经过功率合成器进行矢量合成后加在直接式微机械微波功率传感器的输入端口；
可调数字式移相器在待测信号Vx的相位的基础上增加额外的附加相位，结果使得即将与其进行矢量合成的参考微波信号Vref相对于此路信号的角度成为180度和0度，这分别对应在功率合成器的输出端口处的信号功率为最小值与最大值，然后通过数字式万用表便可以精确地检测出直接式微机械微波功率传感器的输出端口电压的最小值和最大值，分别对应功率合成器的输出端口处的信号功率的最小值和最大值，从而判断被合成的两个矢量之间的角度是180度还是0度，如果该角度成为180度，则意味着参考信号的相位角度加上180度再减去可调数字式移相器所示移相度数后即为待测信号Vx的相位如果该角度成为0度，则意味着参考信号的相位角度减去可调数字式移相器所示移相度数后即为待测信号Vx的相位其中两次附加相位角度之差肯定为180度，保证推算出的待测信号Vx的原相位是一个唯一的值。
进一步，所述可调数字式移相器配置优化和运行控制方法，电网断面为包含L个节点和nL条输电线路，对应于所述的nL条输电线路计划配置M台可调数字式移相器，其中，L为≥3的正整数，nL为≥2的正整数，M为≤nL的正整数；所述的可调数字式移相器配置优化和运行控制方法包括以下步骤：
S100：获取所述电网断面L个节点的节点数据和可调数字式移相器的计划配置台数M，所述的节点数据包括节点导纳，节点上的发电机有功出力、有功负荷和无功功率；
S200：用串联电压源和并联电流源等效可调数字式移相器，利用诺顿定理，将其中的电压源支路转化为附加节点注入功率，建立含有可调数字式移相器的电力系统节点功率平衡方程；
S300：通过设置功率权重系数w1和网损权重系数w2调节优化目标中断面输送功率和系统网损的权重，以断面输送功率最大并且兼顾系统网损最小为优化目标，建立含有可调数字式移相器并且考虑多运行方式下断面N-1约束的最优潮流数学模型
maxΣm＝1nmf(m,0)(u(m,0),x(m,0))s.t.h(m,k)(u(m,k),x(m,k))＝0g&OverBar；(m,k)≤g(m,k)(u(m,k),x(m,k))≤g&OverBar；(m,k)m＝1,2,...,nm；k＝0,1,...,nk---(3),]]>
其中，nm为优化问题所考虑的基础运行方式个数；上标m表示运行方式m；nk为N-1开断方式总数；上标k＝0表示断面健全运行；k＝1,2,…,nk则表示第k个N-1开断方式；标量函数f(m,0)是系统在方式m下健全运行时的目标函数；向量函数h(m,k)＝0为方式m下第k个开断方式的节点功率平衡方程；常数向量g(m，k)分别表示对向量函数g(m,k)约束的上、下限；向量u、x分别为控制向量和状态向量；
S400：采用非线性原始-对偶内点法，以所有节点在基础运行方式及其N-1断开运行方式下的功率平衡方程式为等式约束条件，以发电机的有功、无功出力限制、移相角限制、节点电压限制为变量约束条件，以所有线路功率热稳极限限制为不等式约束条件，求解所述的最优潮流数学模型；
S500：对应于电网断面的各条线路中配置2至M台可调数字式移相器的所有配置状态，采用穷举法重复调用步骤S400进行计算，获取不同配置状态下各种基础运行方式及其N-1开断方式下的断面传输容量；
S600：比较步骤S500获得的每一种配置状态下各种基础运行方式的断面传输容量，根据综合断面传输容量最大时可调数字式移相器的配置状态，确定可调数字式移相器的最优配置状态，所述的最优配置状态包括可调数字式移相器的安装台数，以及各可调数字式移相器在所述电网断面中的安装位置；
S700：根据步骤S600确定的可调数字式移相器最优配置状态，在电网断面的输电线路上配置可调数字式移相器；同时令目标函数中的功率权重系数w1＝0，令约束中取健全运行方式个数nm＝1，令负荷率λ≡1，对应于电网断面在系统健全运行状态和断面N-1开断状态的各种运行方式，采用穷举法重复调用步骤S400进行计算，确定各可调数字式移相器的开机方式和移相角取值，建立可调数字式移相器运行控制参数表；
S800：可调数字式移相器控制装置根据系统当前的运行状态，读取可调数字式移相器运行控制参数表，依据运行控制参数表调节各台可调数字式移相器的运行方式和移相角，在系统健全运行状态及N-1开断状态实现电网断面输送能力的最优化。
进一步，所述的步骤S400包括以下动作：
S410：设置初值，令迭代次数k＝0，最大允许迭代次数Kmax＝50，中心参数σ∈(0,1]，计算精度ε＝10-6，选择松弛因子[l,u]T>0，拉格朗日乘子[z>0,w<0,y≠0]T，选取变量的初值；
S420：如果k<Kmax，转步骤S430；否则，迭代计算不收敛，退出迭代循环；
S430：按下式计算对偶间隙Gap：
Gap＝lTz-uTw (16)
若Gap<ε，计算成功，输出最优解，退出迭代循环；否则，转步骤S440；
S440：由式(17)计算扰动因子μ，求解修正方程式(19)，得到△y，将其回代至式(18)中得到△l,△u,△z,△w：
μ＝σGap2r---(17)；]]>
式中，σ为中心参数，满足σ∈(0,1]；
[-&dtri；x&OverBar；2f(x&OverBar；)+&dtri；x&OverBar；2h(x&OverBar；)y+&dtri；x&OverBar；2g(x&OverBar；)(z+w)]Δx&OverBar；+&dtri；x&OverBar；h(x&OverBar；)Δy+&dtri；x&OverBar；g(x&OverBar；)(Δz+Δw)＝Lx&OverBar；&dtri；x&OverBar；h(x&OverBar；)TΔx&OverBar；＝-Ly&dtri；x&OverBar；g(x&OverBar；)TΔx&OverBar；-Δl＝-Lz&dtri；x&OverBar；g(x&OverBar；)TΔx&OverBar；+Δu＝-LwZΔl+LΔz＝-LlμWΔu+UΔw＝-Luμ---(18)；]]>
式中，向量表示最优潮流数学模型中的控制向量u和状态向量x；为目标函数的海森矩阵；为等式约束的海森矩阵；为不等式约束的海森矩阵；
H&OverBar；&dtri；x&OverBar；h(x&OverBar；)&dtri；x&OverBar；h(x&OverBar；)T0Δx&OverBar；Δy＝Lx&OverBar；-Ly---(19)；]]>
式中：
H&OverBar；＝H1+H2H1＝-&dtri；x&OverBar；2f(x&OverBar；)+&dtri；x&OverBar；2h(x&OverBar；)y+&dtri；x&OverBar；2g(x&OverBar；)(z+w)H2＝&dtri；x&OverBar；g(x&OverBar；)[U-1W-L-1Z]&dtri；x&OverBar；g(x&OverBar；)TL&OverBar；x&OverBar；＝Lx&OverBar；+&dtri；x&OverBar；g(x&OverBar；)[L-1(Llμ+ZLz)+U-1(Luμ-WLw)]---(20),]]>
S470：按下式确定原始变量和对偶变量的步长αp,αd：
αp＝0.9995min{mini(-liΔli,Δli<0；-uiΔui,Δui<0),1}(i＝1,2,...,r)αd＝0.9995min{mini(-ziΔzi,Δzi<0；-wiΔwi,Δwi>0),1}(i＝1,2,...,r)---(21)；]]>
S480：分别更新原始变量与拉格朗日乘子：
x&OverBar；lu＝x&OverBar；lu+αpΔx&OverBar；ΔlΔu---(22)；]]>
yzw＝yzw+αdΔyΔzΔw---(23)；]]>
S490：k＝k+1，返回步骤S420。
进一步，所述的步骤S400还包括以下动作：
S450：通过选择变量和方程排序,将各种运行方式下中的状态变量x(m,k)和对偶变量y(m,k)排列在一起，使修正方程的系数矩阵在结构上成为箭状矩阵；
S460：将控制变量u与各运行方式下的状态变量x0～xnk解耦之后分别求解，把修正方程式(19)转换为阶数大幅度降低的线性方程进行求解。
本发明用于林业机器的功率管理控制系统，用于采用上述技术方案，通过功率控制模块能够自动计算发动机负载并根据发动机负载调整所述切削工具的速度和所述切削工具定位系统的功率、所述推进系统的功率和所述转向系统的功率中的至少两个，大大地提高了林业机器的使用效率，方便操作且使得本发明的实用性进一步提高。本发明具有较高的线性度，采用了直接式微机械微波功率传感器，可以获得较大的带宽。本发明的可调数字式移相器配置优化和运行控制方法，通过建立和求解电网断面最优潮流数学模型，得到的满足多运行方式及其N-1开断方式的移相器安装位置、台数及其在各方式下移相器的控制角度，可以将电网断面输送能力几乎提高到断面的理论热稳极限。本发明的可调数字式移相器配置优化和运行控制方法，通过求解最优配置状态下的电网断面最优潮流数学模型，建立可调数字式移相器运行控制参数表，并通过调节各台可调数字式移相器的运行方式和移相角，保证电网断面在系统健全状态及N-1开断状态均达到最优化运行状态。
附图说明
图1是本发明实施例提供的用于林业机器的功率管理控制系统的结构示意图；
图2是本发明实施例提供的功率控制模块的结构示意图；
图3是本发明实施例提供的用于林业机器的功率管理控制的方法的流程示意图。
图中：1、功率控制模块；1-1、主控机；1-2、功率传感器；1-2-1、功率测量用电阻；1-2-2、功率测量用控制器；1-3、存储器；1-4、显示模块；2、电源模块；2-1、电源连接装置；2-2、蓄电装置；2-3、继电保护装置；3、切削工具；3-1、切削工具速度传感器；4、切削工具定位系统；5、推进系统；6、转向系统；7、发动机控制模块；8、用于计算发动机负载。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
下面结合附图对本发明的应用原理作进一步描述。
如图1和图2所示，本发明实施例的一种用于林业机器的功率管理控制系统，该用于林业机器的功率管理控制系统包括功率控制模块1、电源模块2、切削工具3、切削工具定位系统4、推进系统5、转向系统6、发动机控制模块7，用于计算发动机负载8；其中，所述的功率控制模块1在所述计算的发动机负载超过预定值时自动减小切削工具3的速度、切削工具定位系统4的功率和转向系统6的功率中的至少一个，并且所述功率控制模块1在由高于标准设定速度的第一预定百分比和低于标准设定速度的第二预定百分比所定义的速度范围内调整所述切削工具3的速度。
进一步，所述的功率控制模块1包括主控机1-1、功率传感器1-2、存储器1-3和显示模块1-4。
进一步，所述的功率传感器1-2包括功率测量用电阻1-2-1和功率测量用控制器1-2-2；所述的功率测量用电阻1-2-1设置在所述功率传感器的左侧1-2，所述的功率测量用控制器1-2-2设置在所述功率测量用电阻1-2-1的右侧；所述的功率测量用控制器1-2-2包括电源插头、显示屏、电容体；电源插头设置在所述功率测量用控制器1-2-2的下端右侧，所述的显示屏设置在所述功率测量用控制器1-2-2的上端，所述的电容体设置在所述显示屏的下端。
进一步，所述的电源模块2包括电源连接装置2-1、蓄电装置2-2和继电保护装置2-3。
进一步，所述的电源连接装置2-1包括至少一个连接外部电源的电源输入电路和至少一个连接负载的负载输出电路。
进一步，所述的蓄电装置2-2包括连接蓄电池的蓄电池充放电电路。
进一步，所述的切削工具3包括与所述切削工具3相关联的切削工具速度传感器3-1。
进一步，所述的功率控制模块1在调整所述切削工具3的速度之前调整所述切削工具定位系统4的功率、所述转向系统6的功率和所述推进系统5的功率中的至少两个。
如图3所示，一种用于林业机器的功率管理控制的方法，包括以下步骤：
S1、功率控制模块1计算发动机负载；以及当所述发动机负载超过预定值时，基于所述计算出的发动机负载，自动调整切削工具3的速度、切削工具定位系统4的功率、推进系统5的功率和转向系统6的功率中的至少一个；
S2、功率控制模块1检测切削工具3的速度；以及基于所述切削工具3的速度和所述计算出的发动机负载，自动调整切削工具定位系统4的功率、推进系统5的功率和所述转向系统6的功率中的至少一个；
S3、在调整所述切削工具3的速度之前，自动调整所述切削工具定位系统的4功率、所述推进系统5的功率和所述转向系统6的功率中的至少两个。
本发明的另一目的在于提供一种功率管理控制系统的功率传感器检测方法，所述功率传感器检测方法采用测量经过可调数字式移相器移相的待测信号Vx与参考微波信号Vref合成后的信号功率的方法，实现对微波相位的精确测量，即将待测信号Vx经过可调数字式移相器搬移一定的相位角度后加到功率合成器的输入端口二，将与待测信号Vx频率相同的参考微波信号Vref加到功率合成器的输入端口一；这两路信号经过功率合成器进行矢量合成后加在直接式微机械微波功率传感器的输入端口；
可调数字式移相器在待测信号Vx的相位的基础上增加额外的附加相位，结果使得即将与其进行矢量合成的参考微波信号Vref相对于此路信号的角度成为180度和0度，这分别对应在功率合成器的输出端口处的信号功率为最小值与最大值，然后通过数字式万用表便可以精确地检测出直接式微机械微波功率传感器的输出端口电压的最小值和最大值，分别对应功率合成器的输出端口处的信号功率的最小值和最大值，从而判断被合成的两个矢量之间的角度是180度还是0度，如果该角度成为180度，则意味着参考信号的相位角度加上180度再减去可调数字式移相器所示移相度数后即为待测信号Vx的相位如果该角度成为0度，则意味着参考信号的相位角度减去可调数字式移相器所示移相度数后即为待测信号Vx的相位其中两次附加相位角度之差肯定为180度，保证推算出的待测信号Vx的原相位是一个唯一的值。
进一步，所述可调数字式移相器配置优化和运行控制方法，电网断面为包含L个节点和nL条输电线路，对应于所述的nL条输电线路计划配置M台可调数字式移相器，其中，L为≥3的正整数，nL为≥2的正整数，M为≤nL的正整数；所述的可调数字式移相器配置优化和运行控制方法包括以下步骤：
S100：获取所述电网断面L个节点的节点数据和可调数字式移相器的计划配置台数M，所述的节点数据包括节点导纳，节点上的发电机有功出力、有功负荷和无功功率；
S200：用串联电压源和并联电流源等效可调数字式移相器，利用诺顿定理，将其中的电压源支路转化为附加节点注入功率，建立含有可调数字式移相器的电力系统节点功率平衡方程；
S300：通过设置功率权重系数w1和网损权重系数w2调节优化目标中断面输送功率和系统网损的权重，以断面输送功率最大并且兼顾系统网损最小为优化目标，建立含有可调数字式移相器并且考虑多运行方式下断面N-1约束的最优潮流数学模型
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其中，nm为优化问题所考虑的基础运行方式个数；上标m表示运行方式m；nk为N-1开断方式总数；上标k＝0表示断面健全运行；k＝1,2,…,nk则表示第k个N-1开断方式；标量函数f(m,0)是系统在方式m下健全运行时的目标函数；向量函数h(m,k)＝0为方式m下第k个开断方式的节点功率平衡方程；常数向量g(m，k)分别表示对向量函数g(m,k)约束的上、下限；向量u、x分别为控制向量和状态向量；
S400：采用非线性原始-对偶内点法，以所有节点在基础运行方式及其N-1断开运行方式下的功率平衡方程式为等式约束条件，以发电机的有功、无功出力限制、移相角限制、节点电压限制为变量约束条件，以所有线路功率热稳极限限制为不等式约束条件，求解所述的最优潮流数学模型；
S500：对应于电网断面的各条线路中配置2至M台可调数字式移相器的所有配置状态，采用穷举法重复调用步骤S400进行计算，获取不同配置状态下各种基础运行方式及其N-1开断方式下的断面传输容量；
S600：比较步骤S500获得的每一种配置状态下各种基础运行方式的断面传输容量，根据综合断面传输容量最大时可调数字式移相器的配置状态，确定可调数字式移相器的最优配置状态，所述的最优配置状态包括可调数字式移相器的安装台数，以及各可调数字式移相器在所述电网断面中的安装位置；
S700：根据步骤S600确定的可调数字式移相器最优配置状态，在电网断面的输电线路上配置可调数字式移相器；同时令目标函数中的功率权重系数w1＝0，令约束中取健全运行方式个数nm＝1，令负荷率λ≡1，对应于电网断面在系统健全运行状态和断面N-1开断状态的各种运行方式，采用穷举法重复调用步骤S400进行计算，确定各可调数字式移相器的开机方式和移相角取值，建立可调数字式移相器运行控制参数表；
S800：可调数字式移相器控制装置根据系统当前的运行状态，读取可调数字式移相器运行控制参数表，依据运行控制参数表调节各台可调数字式移相器的运行方式和移相角，在系统健全运行状态及N-1开断状态实现电网断面输送能力的最优化。
进一步，所述的步骤S400包括以下动作：
S410：设置初值，令迭代次数k＝0，最大允许迭代次数Kmax＝50，中心参数σ∈(0,1]，计算精度ε＝10-6，选择松弛因子[l,u]T>0，拉格朗日乘子[z>0,w<0,y≠0]T，选取变量的初值；
S420：如果k<Kmax，转步骤S430；否则，迭代计算不收敛，退出迭代循环；
S430：按下式计算对偶间隙Gap：
Gap＝lTz-uTw (16)
若Gap<ε，计算成功，输出最优解，退出迭代循环；否则，转步骤S440；
S440：由式(17)计算扰动因子μ，求解修正方程式(19)，得到△y，将其回代至式(18)中得到△l,△u,△z,△w：
μ＝σGap2r---(17)；]]>
式中，σ为中心参数，满足σ∈(0,1]；
[-&dtri；x&OverBar；2f(x&OverBar；)+&dtri；x&OverBar；2h(x&OverBar；)y+&dtri；x&OverBar；2g(x&OverBar；)(z+w)]Δx&OverBar；+&dtri；x&OverBar；h(x&OverBar；)Δy+&dtri；x&OverBar；g(x&OverBar；)(Δz+Δw)＝Lx&OverBar；&dtri；x&OverBar；h(x&OverBar；)TΔx&OverBar；＝-Ly&dtri；x&OverBar；g(x&OverBar；)TΔx&OverBar；-Δl＝-Lz&dtri；x&OverBar；g(x&OverBar；)TΔx&OverBar；+Δu＝-LwZΔl+LΔz＝-LlμWΔu+UΔw＝-Luμ---(18)；]]>
式中，向量表示最优潮流数学模型中的控制向量u和状态向量x；为目标函数的海森矩阵；为等式约束的海森矩阵；为不等式约束的海森矩阵；
H&OverBar；&dtri；x&OverBar；h(x&OverBar；)&dtri；x&OverBar；h(x&OverBar；)T0Δx&OverBar；Δy＝Lx&OverBar；-Ly---(19)；]]>
式中：
H&OverBar；＝H1+H2H1＝-&dtri；x&OverBar；2f(x&OverBar；)+&dtri；x&OverBar；2h(x&OverBar；)y+&dtri；x&OverBar；2g(x&OverBar；)(z+w)H2＝&dtri；x&OverBar；g(x&OverBar；)[U-1W-L-1Z]&dtri；x&OverBar；g(x&OverBar；)TL&OverBar；x&OverBar；＝Lx&OverBar；+&dtri；x&OverBar；g(x&OverBar；)[L-1(Llμ+ZLz)+U-1(Luμ-WLw)]---(20),]]>
S470：按下式确定原始变量和对偶变量的步长αp,αd：
αp＝0.9995min{mini(-liΔli,Δli<0；-uiΔui,Δui<0),1}(i＝1,2,...,r)αd＝0.9995min{mini(-ziΔzi,Δzi<0；-wiΔwi,Δwi>0),1}(i＝1,2,...,r)---(21)；]]>
S480：分别更新原始变量与拉格朗日乘子：
x&OverBar；lu＝x&OverBar；lu+αpΔx&OverBar；ΔlΔu---(22)；]]>
yzw＝yzw+αdΔyΔzΔw---(23)；]]>
S490：k＝k+1，返回步骤S420。
进一步，所述的步骤S400还包括以下动作：
S450：通过选择变量和方程排序,将各种运行方式下中的状态变量x(m,k)和对偶变量y(m,k)排列在一起，使修正方程的系数矩阵在结构上成为箭状矩阵；
S460：将控制变量u与各运行方式下的状态变量x0～xnk解耦之后分别求解，把修正方程式(19)转换为阶数大幅度降低的线性方程进行求解。
本发明一种用于林业机器的功率管理控制系统通过功率控制模块1以控制由机器产生和消耗的功率的方式协调。在从一个工地到另一个工地的运动过程中，优先考虑推进系统5，这可以降低其它泵和马达的排量以节约能量，即便操作者忘记或忽略降低不需要的泵和马达的排量，这也可以通过功率控制模块1以控制由机器产生和消耗的功率的方式协调。在从一个工地到另一个工地的运自动完成中当机器切削通过树时，切削工具功率系统是最关键的而被优先考虑。功率控制模块1可以自动地降低其它的液压系统的功率，以便给予切削工具功率系统优先级。当机器从一棵树移动到另一棵树时解决切削工具3功率的问题。切削工具3的惯性将在一定时间保持其速度在一个可接受范围之内。因此，功率控制模块1可以降低切削工具泵和/或马达的排量以便节约能量。当切削工具3速度已经降低到或低于可接受的水平时，切削工具速度传感器3-1将指示。然后，功率控制模块1可以增加切削工具功率。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包括在本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种功率管理控制系统的功率传感器检测方法，其特征在于，所述功率传感器检测方法采用测量经过可调数字式移相器移相的待测信号Vx与参考微波信号Vref合成后的信号功率的方法，实现对微波相位的精确测量，即将待测信号Vx经过可调数字式移相器搬移一定的相位角度后加到功率合成器的输入端口二，将与待测信号Vx频率相同的参考微波信号Vref加到功率合成器的输入端口一；这两路信号经过功率合成器进行矢量合成后加在直接式微机械微波功率传感器的输入端口；
可调数字式移相器在待测信号Vx的相位的基础上增加额外的附加相位，结果使得即将与其进行矢量合成的参考微波信号Vref相对于此路信号的角度成为180度和0度，这分别对应在功率合成器的输出端口处的信号功率为最小值与最大值，然后通过数字式万用表便可以精确地检测出直接式微机械微波功率传感器的输出端口电压的最小值和最大值，分别对应功率合成器的输出端口处的信号功率的最小值和最大值，从而判断被合成的两个矢量之间的角度是180度还是0度，如果该角度成为180度，则意味着参考信号的相位角度加上180度再减去可调数字式移相器所示移相度数后即为待测信号Vx的相位如果该角度成为0度，则意味着参考信号的相位角度减去可调数字式移相器所示移相度数后即为待测信号Vx的相位其中两次附加相位角度之差肯定为180度，保证推算出的待测信号Vx的原相位是一个唯一的值。
2.如权利要求1所述的功率传感器检测方法，其特征在于，所述可调数字式移相器配置优化和运行控制方法，电网断面为包含L个节点和nL条输电线路，对应于所述的nL条输电线路计划配置M台可调数字式移相器，其中，L为≥3的正整数，nL为≥2的正整数，M为≤nL的正整数；所述的可调数字式移相器配置优化和运行控制方法包括以下步骤：
S100：获取所述电网断面L个节点的节点数据和可调数字式移相器的计划配置台数M，所述的节点数据包括节点导纳，节点上的发电机有功出力、有功负荷和无功功率；
S200：用串联电压源和并联电流源等效可调数字式移相器，利用诺顿定理，将其中的电压源支路转化为附加节点注入功率，建立含有可调数字式移相器的电力系统节点功率平衡方程；
S300：通过设置功率权重系数w1和网损权重系数w2调节优化目标中断面输送功率和系统网损的权重，以断面输送功率最大并且兼顾系统网损最小为优化目标，建立含有可调数字式移相器并且考虑多运行方式下断面N-1约束的最优潮流数学模型
maxΣm＝1nmf(m,0)(u(m,0),x(m,0))s.t.h(m,k)(u(m,k),x(m,k))＝0g&OverBar；(m,k)≤g(m,k)(u(m,k),x(m,k))≤g&OverBar；(m,k)m＝1,2,...,nm；k＝0,1,...,nk---(3),]]>
其中，nm为优化问题所考虑的基础运行方式个数；上标m表示运行方式m；nk为N-1开断方式总数；上标k＝0表示断面健全运行；k＝1,2,…,nk则表示第k个N-1开断方式；标量函数f(m,0)是系统在方式m下健全运行时的目标函数；向量函数h(m,k)＝0为方式m下第k个开断方式的节点功率平衡方程；常数向量g(m，k)分别表示对向量函数g(m,k)约束的上、下限；向量u、x分别为控制向量和状态向量；
S400：采用非线性原始-对偶内点法，以所有节点在基础运行方式及其N-1断开运行方式下的功率平衡方程式为等式约束条件，以发电机的有功、无功出力限制、移相角限制、节点电压限制为变量约束条件，以所有线路功率热稳极限限制为不等式约束条件，求解所述的最优潮流数学模型；
S500：对应于电网断面的各条线路中配置2至M台可调数字式移相器的所有配置状态，采用穷举法重复调用步骤S400进行计算，获取不同配置状态下各种基础运行方式及其N-1开断方式下的断面传输容量；
S600：比较步骤S500获得的每一种配置状态下各种基础运行方式的断面传输容量，根据综合断面传输容量最大时可调数字式移相器的配置状态，确定可调数字式移相器的最优配置状态，所述的最优配置状态包括可调数字式移相器的安装台数，以及各可调数字式移相器在所述电网断面中的安装位置；
S700：根据步骤S600确定的可调数字式移相器最优配置状态，在电网断面的输电线路上配置可调数字式移相器；同时令目标函数中的功率权重系数w1＝0，令约束中取健全运行方式个数nm＝1，令负荷率λ≡1，对应于电网断面在系统健全运行状态和断面N-1开断状态的各种运行方式，采用穷举法重复调用步骤S400进行计算，确定各可调数字式移相器的开机方式和移相角取值，建立可调数字式移相器运行控制参数表；
S800：可调数字式移相器控制装置根据系统当前的运行状态，读取可调数字式移相器运行控制参数表，依据运行控制参数表调节各台可调数字式移相器的运行方式和移相角，在系统健全运行状态及N-1开断状态实现电网断面输送能力的最优化。
3.如权利要求1所述的功率传感器检测方法，其特征在于，所述的步骤S400包括以下动作：
S410：设置初值，令迭代次数k＝0，最大允许迭代次数Kmax＝50，中心参数σ∈(0,1]，计算精度ε＝10-6，选择松弛因子[l,u]T>0，拉格朗日乘子[z>0,w<0,y≠0]T，选取变量的初值；
S420：如果k<Kmax，转步骤S430；否则，迭代计算不收敛，退出迭代循环；
S430：按下式计算对偶间隙Gap：
Gap＝lTz-uTw(16)
若Gap<ε，计算成功，输出最优解，退出迭代循环；否则，转步骤S440；
S440：由式(17)计算扰动因子μ，求解修正方程式(19)，得到△y，将其回代至式(18)中得到△l,△u,△z,△w：
μ＝σGap2r---(17)；]]>
式中，σ为中心参数，满足σ∈(0,1]；
[-&dtri；x&OverBar；2f(x&OverBar；)+&dtri；x&OverBar；2h(x&OverBar；)y+&dtri；x&OverBar；2g(x&OverBar；)(z+w)]Δx&OverBar；+&dtri；x&OverBar；h(x&OverBar；)Δy+&dtri；x&OverBar；g(x&OverBar；)(Δz+Δw)＝Lx&OverBar；&dtri；x&OverBar；h(x&OverBar；)TΔx&OverBar；＝-Ly&dtri；x&OverBar；g(x&OverBar；)TΔx&OverBar；-Δl＝-Lz&dtri；x&OverBar；g(x&OverBar；)TΔx&OverBar；+Δu＝-LwZΔl+LΔz＝-LlμWΔu+UΔw＝-Luμ---(18)；]]>
式中，向量表示最优潮流数学模型中的控制向量u和状态向量x；为目标函数的海森矩阵；为等式约束的海森矩阵；为不等式约束的海森矩阵；
H&OverBar；&dtri；x&OverBar；h(x&OverBar；)&dtri；x&OverBar；h(x&OverBar；)T0Δx&OverBar；Δy＝Lx&OverBar；-Ly---(19)；]]>
式中：
H&OverBar；＝H1+H2H1＝-&dtri；x&OverBar；2f(x&OverBar；)+&dtri；x&OverBar；2h(x&OverBar；)y+&dtri；x&OverBar；2g(x&OverBar；)(z+w)H2＝&dtri；x&OverBar；g(x&OverBar；)[U-1W-L-1Z]&dtri；x&OverBar；g(x&OverBar；)TL&OverBar；x&OverBar；＝Lx&OverBar；+&dtri；x&OverBar；g(x&OverBar；)[L-1(Llμ+ZLz)+U-1(Luμ-WLw)]---(20),]]>
S470：按下式确定原始变量和对偶变量的步长αp,αd：
αp＝0.9995min{mini(-liΔli,Δli<0；-uiΔui,Δui<0),1}(i＝1,2,...,r)αd＝0.9995min{mini(-ziΔzi,Δzi<0；-wiΔwi,Δwi>0),1}(i＝1,2,...,r)---(21)；]]>
S480：分别更新原始变量与拉格朗日乘子：
x&OverBar；lu＝x&OverBar；lu+αpΔx&OverBar；ΔlΔu---(22)；]]>
yzw＝yzw+αdΔyΔzΔw---(23)；]]>
S490：k＝k+1，返回步骤S420。
4.如权利要求1所述的功率传感器检测方法，其特征在于，所述的步骤S400还包括以下动作：
S450：通过选择变量和方程排序,将各种运行方式下中的状态变量x(m,k)和对偶变量y(m ,k)排列在一起，使修正方程的系数矩阵在结构上成为箭状矩阵；
S460：将控制变量u与各运行方式下的状态变量x0～xnk解耦之后分别求解，把修正方程式(19)转换为阶数大幅度降低的线性方程进行求解。
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