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系統分析理論范文1
關鍵詞：USB；數據采集；EZ－USBFX2；GPIF
1引言
現代工業生產和科學研究對數據采集的要求日益提高。目前比較通用的是在PC或工控機內安裝數據采集卡（如A／D卡及422、485卡）。但這些數據采集設備存在以下缺陷：安裝麻煩、價格昂貴、受計算機插槽數量、地址、中斷資源的限制，可擴展性差，同時在一些電磁干擾性強的測試現場，可能無法專門對其作電磁屏蔽，從而導致采集的數據失真。
傳統的外設與主機的通訊接口一般是基于PCI總線、ISA總線或者是RS－232C串行總線。PCI總線雖然具有較高的傳輸速度（132Mbps），并支持“即插即用”功能，但其缺點是插拔麻煩，且擴展槽有限（一般為5～6個），ISA總線顯然存在同樣的問題。RS－232C串行總線雖然連結簡單，但其傳輸速度慢（56kbps），且主機的串口數目也有限。
通用串行總線（UniversalSerialBus，簡稱USB）是1995年康柏、微軟、IBM、DEC等公司為了解決傳統總線的不足，而推出的一種新型串行通信標準。該總線接口具有安裝方便、高帶寬、易擴展等優點，已經逐漸成為現代數據傳輸的發展趨勢?；赨SB的數據采集系統充分利用USB總線的上述優點，有效地解決了傳統數據采集系統的缺陷。USB的規范能針對不同的性能價格比要求提供不同的選擇，以滿足不同的系統和部件及相應不同的功能，從而給使用帶來極大方便。
2系統介紹
2．1數據采集系統的結構與功能
常見的數據采集系統的硬件總體結構如圖1所示。其中數據采集接口卡是硬件部分的核心，它包括A／D轉換器、微控制器、USB通信接口等。
在高速數據采集系統中由于現場輸入信號是高頻模擬信號，因而信號的變化范圍都比較大如果采用單一的增益放大那么放大以后的信號幅值有可能超過A／D轉換的量程所以必須根據信號的變化相應地調整放大器的增益。在自動化程度較高的系統中希望能夠在程序中用軟件控制放大器的增益AD8321正是這樣一種具有增益可編程功能的芯片。AD8321是美國AD公司生產的一種增益可編程線性驅動器。它具有頻帶寬、噪聲低、增益可編程且易于與單片機進行串行通信等優點，十分適合在數據采集系統中做前置放大。
經過調理后的信號可送入模／數變換器（ADC）進行A／D變換。筆者選用的ADC是TLC5540，它是一種高速8位模擬數字轉換器，能以高達每秒40M的采樣速率進行轉換，由于采用半閃速結構和CMOS工藝制造，因此功耗和成本很低。其75MHz（典型值）的模擬輸入帶寬使該器件成為欠采樣應用的良好選擇。該器件帶有內部電阻，可用于從5V電源產生2V滿度的基準電壓，以減少外部元件數。數字輸出置于高阻方式。它僅需要5V電源工作，可由USB總線供電。
由于數據采集接口卡是硬件部分的核心，因此應選擇能適用USB協議的合適芯片。EZ－USBFX2是一種USB2．0集成微控制器。它的內部集成了USB2．0收發器、串行接口引擎（SIE）、增強的8051微控制器和一個可編程的串行接口。其主要特性如下：
帶有加強的8051內核性能，可達到標準8051的5～10倍，且與標準8051的指令完全兼容；
集成度高，芯片內部集成有微處理器、RAM、SIE（串行接口引擎）等多個功能模塊，從而減少了多個芯片接口部分需要時序配合的麻煩；
采用軟配置，在外設未通過USB接口接到PC機之前，外設上的固件存儲在PC上；而一旦外設連接到PC機上，PC則先詢問外設是“誰”（即讀設備描述符），然后將該外設的固件下載到芯片的RAM中，這個過程叫做再枚舉。這樣，在開發過程中，當固件需要修改時，可以先在PC機上修改好，然后再下載到芯片中；
具有易用的軟件開發工具，該芯片開發系統的驅動程序和固件的開發和調試相互獨立，可加快開發的速度。
圖2USB接口示意圖
2．2方案選擇
FX2有三種可用的接口模式：端口、GPIF主控和從FIFO。
在“端口”模式下，所有I／O引腳都可作為8051的通用I／O口。
在“從FIFO”模式下，外部邏輯或外部處理器直接與FX2端點FIFO相連。在這種模式下，GPIF不被激活，因為外部邏輯可直接控制FIFO。這種模式下，外部主控端既可以是異步方式，也可以是同步方式，并可以為FX2接口提供自己的獨立時鐘。
“GPIF主控”接口模式使用PORTB和PORTD構成通向四個FX2端點FIFO（EP2EP4EP6和EP8）的16位數據接口。GPIF作為內部的主控制器與FIFO直接相連，并產生用戶可編程的控制信號與外部接口進行通信。同時，GPIF還可以通過RDY引腳采樣外部信號并等待外部事件。由于GPIF的運行速度比FIFO快得多，因此其時序信號具有很好的編程分辨率。另外，GPIF既可以使用內部時鐘，也可以使用外部時鐘。故此，筆者選擇了GPIF模式。
高速數據采集卡的設計存在兩大難點：一是模擬信號的A／D高速轉換；二是變換后數據的高速存儲及提取。對于第一個問題，由于制造ADC的技術不斷進步，這個問題已經得到解決。而對于第二個問題，一般的數據采集系統是將A／D轉換后的數據先存儲在外部數據存儲器中，然后再對其進行處理。對于高速數據采集而言，這種方式將嚴重影響采集速度，且存儲值也會受到很大限制。而改進方案是將A／D轉換后的數據直接送至計算機內存，這樣，采集速度將大大提高，而且可存儲大量數據，以便于下一步的處理。
為了解決同步問題，可以由CPLD產生同步時鐘信號提供給ADC和FX2。在本數據采集系統的設計中，CPLD同時還可用于產生不同的控制信號，以便對采樣進行實時控制。CPLD是復雜可編程邏輯器件，它包括可編程邏輯宏單元、可編程I／O單元和可編程內部連線。由于CPLD的內部資源豐富，因而可廣泛應用在數據采集、自動控制、通訊等各個領域。在本系統的設計中，筆者選用的CPLD是Lattice公司的ispLSI1016。圖2所示是其整個USB接口卡的硬件電路圖。
3系統軟件設計
該系統軟件主要包括USB設備驅動程序、設備固件和應用程序。
3．1設備固件（Firmware）設計
設備固件是設備運行的核心，可采用匯編語言或C語言設計。其主要功能是控制CY7C68013接收并處理USB驅動程序的請求（如請求設備描述符、請求或設置設備狀態，請求或設置設備接口等USB2．0標準請求）、控制芯片CY7C68013接收應用程序的控制指令、控制A／D模塊的數據采集、通過CY7C68013緩存數據并實時上傳至PC等。
即使外部邏輯或內置的普通可編程接口(GPIF)在沒有CPU的任何干涉下能夠通過四個大的端點FIFO來處理高速寬帶數據，固件還是有如下固定的工作：
配置端點；
通過控制端點零來響應主機請求；
控制和監測GPIF的活動；
利用USART處理所有的特殊請求任務，如計時器、中斷、I／O引腳等。
3．2USB設備驅動程序開發
USB系統驅動程序采用分層結構模型分別為較高級的USB設備驅動程序和較低級的USB函數層。其中USB函數層由兩部分組成：較高級的通用串行總線驅動程序模塊（USBD）和較低級的主控制器驅動程序模塊（HCD）。
在上述USB分層模塊中，USB函數層（USBD及HCD）由Windows提供，負責管理USB設備驅動程序和USB控制器之間的通信；加載及卸載USB驅動程序；與USB設備通用端點（endpoint）建立通信并執行設備配置、數據與USB協議框架和打包格式的雙向轉換任務。目前Windows提供有多種USB設備驅動程序，但并不針對實時數據采集設備，因此需采用DDK開發工具來設計專用的USB設備驅動程序。該設備驅動程序應由初始化模塊、即插即用管理模塊、電源管理模塊以及I／O功能等四個模塊來實現。
初始化模塊可提供一個DriverEntry入口點以執行大量的初始化函數。
即插即用管理模塊用來實現USB設備的熱插拔及動態配置。當硬件檢測到USB設備接入時，Windows查找相應的驅動程序，并調用它的DriverEn-try例程，同時告訴它添加了一個設備；然后，驅動程序為USB設備建立一個FDO（功能設備對象）。在此處理過程中，驅動程序收到一個IRPMNSTARTDE-VICE的IRP，在它之中包括有設備的資源信息。至此，設備被正確配置，驅動程序開始與硬件進行對話。當然，在設備運行過程中，如果設備狀態發生變化（拔除、暫停等），PnP管理器也同樣發出相應的IRP，以便由驅動程序進行相應的處理。
電源管理模塊負責設備的掛起與喚醒。
I／O功能實現模塊可完成I／O請求的大部分工作。當應用程序提出I／O請求時，它將調用Win32API函數DeviceIoControl向設備發出命令，然后由I／O管理器構造一個IRP并設置其MajorFunction．域為IRPMJDEVICECONTROL。在USB設備驅動程序收到該IRP后它將取出其中的控制碼并利用一個開關語句查找對應的程序入口。
3．3應用程序設計
應用程序設計由兩個部分組成：動態鏈接庫和應用程序。動態鏈接庫負責與內核態的USB功能驅動程序通信并接收應用程序的各種操作請求，而應用程序則負責對所采集的數據進行實時顯示、分析和存盤。
動態鏈接庫的工作原理如下：當它收到應用程序開始采樣的請求后，首先創建兩個線程：采樣線程和顯示存盤線程。采樣線程負責將采樣數據寫到應用程序提交的內存；而顯示存盤線程則負責給應用程序發送顯示和存盤消息。當應用程序接收到此消息后，便從它提交的內存中讀取數據并顯示和存盤。要注意的是：采樣線程和顯示存盤線程在讀寫應用程序提交內存時要保持同步。
PC機或工控機應用程序是數據實時采集系統的中心可采用Labview編程。它是當今國際上唯一的編譯型圖形化編程語言，其特點如下：
（1）能完成對固體表面速度的實時測量；
（2）主介面與多重窗口結合可完成數據連續采集、實時統計分析、系統參數設置、信號波形顯示、被測參數輸出等綜合系統功能。
（3）能充分利用Labview開發平臺和WINDOWS視窗所提供的良好操作環境集曲線、圖形、數據于一體可準確描述過程參數的變化。
圖3所示是用高速數據采集系統采集通過Lab-view顯示的一個波形實例，其輸入信號是一個頻率為5MHz的正弦波。
系統分析理論范文2
關鍵詞：同化理論；奧蘇泊爾；電力系統自動化；教學效果
作者簡介：李振興（1977-），男，河南漯河人，三峽大學電氣與新能源學院，講師；張濤（1981-），男，安徽阜陽人，三峽大學電氣與新能源學院，副教授。（湖北 宜昌 443002）
基金項目：本文系三峽大學教學研究項目重點項目（項目編號：J2011008）的研究成果。
中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2014）06-0051-02
電力系統自動化課程是電氣工程學科專業的一門重要專業課程，該課程具有豐富的知識點和廣闊的知識面，主要是對電力系統安全控制所涉及的發電機并列、有功和無功調節、低頻減載和備自投等知識的講授。電氣工程專業已開展電力系統分析、電機學和電氣工程基礎等課程，同學們對電力系統自動化具有初步的認識，但所學課程多側重于電力一次系統的運行和分析知識，針對二次系統的輔助功能，特別是二次系統裝置的原理及其組成缺乏實際認識，事實上，電力系統自動化是二者緊密聯系、互相影響認識的一門課程。[1，2]
然而在我國，因大學生入學前受到應試教育條條框框的束縛，部分學生往往只在乎考試成績而輕視綜合能力的培養，傳統的教學也是采用以教師講授為主，實驗為輔的教學方法，這種方法直接使得學生對課本知識過分依賴而喪失求新的科學態度，其創新能力和學習效果并未全部激發出來。[3，4]因此，本文擬結合筆者在三峽大學的教學經驗，把奧蘇泊爾同化理論運用到課堂中，使學生在學習新知識過程中對已有的認知結構進行重新改組，使自己原有的觀念發生變化，變被動式學習為主動式學習，變接受式學習為發現式學習，以培養學生的學習積極性，提高教學效果。
一、奧蘇泊爾同化理論思想
1963年美國紐約州大學研究院教育心理學教授奧蘇泊爾（D.P.Ausuble）在他的《意義言語學習心理學》書中首次正式提出了他的“同化理論”概念。[5，6]該理論的核心思想是：學習者在學習新知識過程中對已有的認知結構進行重新改組，使自己原有的觀念發生變化，這樣才更有利于新知識的掌握和消化。同化理論有兩個主要特點：
1.變被動學習為主動學習
學習可以分為兩大類：被動學習和主動學習。奧蘇泊爾教育心理學中最主要的觀點之一就是：主動學習是指學習者所學習的新知識與原有的知識之間存在聯系，學習者所學新知識、新概念被原知識結構所同化的過程。這樣的學習可以增加學習者的信心，新知識也更有利于接受。由于學習者已具備原有的知識，在此基礎之上，學習就變得簡單易行，那么學習者就能變被動接受知識為主動學習。
2.變接受學習為發現學習
我國的大學生高考考分很高，但是實踐能力和發現新事物或新問題的能力較差，表明我國的大學生在學習方法和習慣上存在問題，同時也是我國科技進步相對較慢的一個主要原因。目前，大部分學生較多的都是被動的接受學習方式，也就是在學習過程中，所學內容基本上是以定論的形式被學習者學習，學生沒有問為什么，怎么得到的，對于求是求新缺乏積極性，因此學習中就較少發現和創新。奧蘇泊爾教育心理學中觀點認為，發現學習是在學習過程中不斷地發現問題，發現與原有知識不同的問題，在發現的過程中去主動解決該問題，使得新知識在發現中被掌握，在發現中與原有知識同化，達到認知新知識的目的。
主動學習和發現學習是一種積極的學習方式，應該被廣大師生認知。高校教師應該在教學過程中主動引導學生變被動學習為主動學習，變接受學習為發現學習。
二、電力系統自動化課程教學中存在的問題分析
1.內容較多，課時有限
電力系統自動化課程內容涵蓋電力系統自動裝置原理、調度自動化、遠動原理、變電站綜合自動化、配電網自動化、能量管理系統結構等較多內容，在有限的課時內實現全部內容的講授是很困難的。如果教師講解深度較淺，面面俱到，學生所學在實習和未來的工作中將無法滿足技術所需。如果教師講解深度較深，必然要用到較多的時間，課時又不夠，很難完成教學大綱要求的教學任務。
2.課程知識面較廣，學生基礎知識薄弱
電力系統自動化課程開設在本科生第七學期，并且以電力系統繼電保護、電力電子技術、電力工程基礎、電力系統分析、自動控制理論、電機學等課程為基礎。如電力系統頻率和有功功率控制環節，就涉及到自動控制原理在電力系統控制中的應用，電力電子技術中的整流、功率放大電路，還要涉及到PID調節器，模擬和數字電子技術的電路實現，電機學中同步發電機組轉子運動方程等。事實上一些基礎課程都是并行學習過程，缺乏一定的層次性，還有一些課程隨著時間的推移，在學生應付考試后，知識遺忘程度較高。該門課程要求在已有的知識基礎之上學習，但是課時量少，教師不可能拿出大量時間復習回顧，就會出現有些學生基礎較差，課下又不注意補缺，課上就會聽不懂，從而影響學習積極性，嚴重影響了教學質量。
3.學生對學習專業課的積極性不高
目前，大學教學多是采用傳統式教學，即“教師講，學生聽”。隨著高校教學基礎設施的提高，很多高校在講授課程時還使用多媒體輔助教學，一般還是以教師講授為主。雖然多媒體輔助教學比傳統的黑板板書講解內容多，緩解了課時較少、內容較多的問題，但學生學習效果還是較差。學生上課只是被動聽，被動學，沒有主動參加，這就極大地影響了學習的積極性。另外，一般本科大學中有很大一部分學生為了考研，他們對考研涉及的課程，如電力系統分析，關注度較高，可能拿出較大的積極性和主動性來學習，對于非考研的課程，及格即可。較多學生面臨考研和找工作，對電力系統自動化課程主動學習性較差，這就形成了上課出現一些學生曠課，來上課的學生上網看小說、聊天、瀏覽網頁等的行為，進而影響了教師的教學效果。
三、同化理論在電力系統自動化課程教學中的應用
針對電力系統自動化課程教學中存在內容較多，知識面較廣，學生基礎知識較薄弱，學生對專業課學習的積極性不高的問題，這些都要求教師改進傳統教學方法，把好的方法引入到教學中，變被動學習為主動學習，變接受學習為發現學習。
1.把奧蘇泊爾同化理論引入到理論教學環節中
奧蘇泊爾的同化理論核心內容是要求學習者對所學理論知識要全面理解，并且要求在理解的基礎之上去掌握。這樣學生才能對所學到的知識記憶深刻，才不會出現為了應付考試而被動學習。如何快速而有效地使學生理解并掌握理論知識，是教師在教學中要解決的首要問題，以往以“講授為主”的教學，教師只是把理論知識講授給學生，沒有真正引導學生去理解并掌握。因此在教學過程中，學生就缺少了自己對理論知識的認知和思想表達，只是公式化記憶和模擬，出現了比葫蘆畫瓢式的學習模式。在筆者的課堂上，將同化理論運用于電力系統自動化課程的理論教學中，引導學生在自己的頭腦中建立已有的理論知識的框架，同時鼓勵學生主動地去學習相關的新理論知識，并將新知識與自己頭腦中原有理論知識之間建立起實質性的聯系，即新舊知識融合。這樣學生就能較準確地理解該門課程的理論，使枯燥的理論在自己的頭腦中變得生動起來，從而使課程學習變得有趣起來。同時可以變被動學習為主動學習，學生的積極性比傳統的教學顯著提高，學生課堂活躍，能夠積極參加問題的討論。在教學中，筆者一般還把學生分成若干組，一起討論如何把新知識和原有知識結合起來，共同構建新的理論知識體系，鼓勵學生踴躍發言，課堂不再死氣沉沉。由于新知識的同化，學生參與課堂討論，使得新知識的傳授變得容易，而且節省很多時間，也就解決了課時較少的問題。
2.把奧蘇泊爾同化理論引入到實踐教學環節中
奧蘇泊爾的同化理論另一核心內容是要求學習者有意義地進行發現式學習，發現問題，解決問題，從而避免被動式接受學習。高校教師過去往往忽視學生發現問題的能力，對于學生提出的為什么關注度較少，這就遏制了學生的創造精神。不能發現，就不可能創造。針對如何提高學生發現問題的能力，在第一節課上，筆者不再是機械地介紹本門課程的歷史和發展，而是結合實際引導學生主動積極思考，提出如：電力系統自動化是什么；為什么要實現電力系統自動化；在電力工業生產實際中，有哪些地方需要實現自動化等。這些問題的答案也就是這門課程的主要內容。通過提出這些問題，可使傳統的教學內容變得更富有條理性和邏輯性，有利于抓住學生的注意力。一個問題接著一個問題的答案發現就是課程的進程。剛開始在課堂上，是筆者提問多，學生提問少，到教學中期的時候，就轉變為學生提問多，教師提問少的局面。該種方法在教學中，提高了學生發現問題的能力，增強了學生解決問題的興趣，也提高了自己找答案的能力，變傳統的接受學習為發現學習。學生上課遲到，上課注意力不集中的問題得到了很大的改善，也提高了教學效果。
四、結束語
筆者以提高教學效果為目標，結合三峽大學電力系統自動化教學存在的問題，把奧蘇泊爾的同化理論引入到課程改革中，利用同化理論，變被動學習為主動學習，變接受學習為發現學習。同化理論極大地提高了學生的積極性，取得了較好的教學效果。但是任何一種方法的嘗試，都需要任課教師拿出大量的時間去準備課堂教學的內容及其啟發問題，以引導學生回答問題并發現新的問題，也就是要求教師具備較強的專業素質和豐富全面的知識結構。隨著教學方式的改革和進一步深化，基于同化理論特點，在提高教師素質和培養創新人才方面都具有重要的意義。
參考文獻：
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[4]劉輝，汪旎.關于“電力系統自動化”課程的教學改革[J].中國電力教育，2009，（7）：111-112.
系統分析理論范文3
括和評述。最后，對分岔理論在電壓穩定分析應用中需進一步深入探討的問題進行了展望。
關鍵詞: 電壓穩定；分岔理論；靜分岔;動分岔；直接法；延續法
中圖分類號：TM933.21 文獻標識碼：A文章編號：
1引言
電力系統是一個非常復雜的大規模非線性動態系統，其穩定性關系著電網的安全、經濟以及供電可靠性，因而電力系統穩定性分析一直都是電力系統運行和規劃中最重要也是最復雜一項任務。
本文著重論述靜、動分岔學分別在電力系統中的應用，研究引起電壓失穩的靜分岔點鞍結點分岔和動分岔點霍普夫分岔點對電力系統靜態和動態電壓穩定的影響，介紹了這兩個分岔的現象和滿足的條件，求解它們的方法步驟，比較了對應求分岔點方法的適應范圍，并提出了在建模及算法設計方面可能遇到的問題及相應的解決策略。
2 分岔理論的基本知識
分岔是指任意小的參數變化而引起動力系統的相軌跡拓撲結構發生突然變化。分岔理論是研究非線性系統時由于參數的改變而引起解的不穩定性從而導致解的數目變化的行為。對一個電力系統，其微分-代數方程可表示為：（1）
式中U,J——開集；
x——系統狀態變量；
μ——控制參數；
F——一個充分光滑的函數，F：是的映射當μ連續變化并經過某一臨界值時，如果式（1）所示系統失去結構穩定性，即系統的定性性態(平衡點數目、穩定性、周期軌道的拓撲結構)發生突然變化，不能從一種流連續變到另一種流,則稱該非線性動態系統在處分岔，稱為分岔值，全體分岔值的集合稱為系統在參數空間中的分岔集，及其所對應的狀態變量稱為分岔點，所有分岔點的集合構成系統的分岔超曲面。
由于電力系統分析習慣上分為靜態和動態分析，因此分岔理論在電力系統中的應用也分為靜、動態兩個方面。下面就著重對這兩種分岔進行分析。
3 電壓穩定的靜態分岔分析方法
在電壓穩定的靜態分岔分析中,一般我們不考慮元件的動態行為，此時的平衡點方程就是潮流方程。因此靜態分岔著重研究平衡點的分岔問題。盡管靜態分岔有多種分岔形式，但在電力系統穩定性的研究中，鞍結點分岔是最基本的,因此以下電壓穩定的靜態分岔著重介紹鞍結點分岔。鞍結點分岔是指平衡方程的特征值在隨參數變化的過程中由負變正時出現的分岔。在鞍結點分岔處,系統有零特征值,對應的雅可比矩陣奇異，從而導致潮流計算發散。零特征值對應的特征向量包含了關于分岔性質、系統響應及控制的有效性等有價值的信息。其中,左特征向量表明哪個狀態變量對零特征值有顯著的影響，即為了修正系統的分岔特性,獲得預期的動態行為，對哪些狀態進行控制才能更有效，從而達到穩定電壓的目的;右特征向量表明在狀態空間中由于鞍結點分岔導致系統演變時其狀態所沿的新方向，利用此向量的有關信息可以確定引起鞍結點分岔、造成系統電壓失穩的最危險的擾動方式。
目前，靜態分岔的研究方法主要分為直接法和延續法兩種。
3. 1 直接法
3. 1. 1 單參數直接法[3]
此方法最早由Seydel[4] 提出，用以計算單參數情況時的靜分岔點。其主要思想是：為了直接求解平衡解流形上的靜分岔點，定義兩個非平凡向量u、v ∈,將求解平衡解問題轉化為求解如下的方程組問題：
（2）
式中：
x——系統狀態變量；
μ——系統控制參數;
w、v ——分別為雅可比矩陣零特征值對應的左、右特征向量。
應用牛頓迭代法求解式（2）即可直接得到靜分岔值和靜分叉點的位置。
1995年，Chiang H D[3] 對直接法進行了改進,通過引入一平滑的標量函數及新參數，將式（2）從2 n + 1 維降低為n + 1 維，加快了方法收斂性,簡化了計算，且克服了在靜態分岔點附近雅可比矩陣病態的問題。此方法的缺點是所得信息量少，難以滿足運行人員全面地了解系統從當前狀態過渡到分岔情況系統維持電壓水平能力的要求，而且，目前直接法還不能在計算分岔點的同時，進行分岔點類型及新分支方向判別。
3. 1. 2 多參數直接法[5][6]
所謂多參數即是設控制參數μ，μ向量變化方向是隨機的，此種情況下搜索出的靜分岔點應該是在分岔超曲面上面距離當前運行點最近的一個分岔點。應該說這種情況更具有實際意義。此方法的主要思想是,通過定義一個向量函數,將分岔點的求取轉化成非線性優化問題。
設向量函數：
為此構造拉格朗日函數:
尋求的目標是為最小時，使。利用拉格朗日乘子法即可求出距離最近的靜分岔點。
與單參數直接法比較，我們可以得到該方法的優點是適用范圍更廣，缺點除了和單參數直接法一樣的缺點外，還有就是計算工作量要大得多。
3. 2 延拓法[7]
這是一種追蹤平衡解流形的方法，其也分為單參數和多參數兩種情形來處理。
單參數延續法的主要思想是：先對常規的潮流方程進行參數化處理后得到擴展的潮流方程，然后假設潮流的初始點已知，從此點出發,通過預測環節后，在給定的變化步長下，利用插值法或切線法獲得下一點的近似值,最后通過校正環節解得下一點的準確值，如此循環直至求得分岔點。
其擴展方程組如下：
（3）
式中：
g( x) ——常規潮流方程；
b ——方向向量；
μ ——分岔參數；
P( x ,μ) ——參數化方程,主要有弧長參數化和局部參數化兩種方法。
的引入，使方程（3）的雅可比矩陣在分岔點處不奇異，從而克服了g( x) 的雅可比矩陣在分岔點處奇異，在分岔點附近雅可比矩陣病態造成潮流計算不收斂的問題[8]。
在延拓法的主要步驟中,預測的方法主要是將切線法和割線法這兩種方法聯合使用，對第一點預測時應用切線法，以后各點均用割線法；校正時采用弧長法;對步長的控制用如下措施：在校正過程中，若迭代法經過預先指定的次數仍然不收斂，則將步長減小到原來的一半,重新校正；若經過很少幾次迭代就收斂，則下次迭代的步長選為本次的兩倍;若在適當的次數下收斂，則下次迭代的步長保持不變。
多參數延續法的主要思想是：首先采用延續法求取單個參數情況下的鞍結點分岔點，然后從該分岔點出發，采用延續法求解出表示鞍結點分岔的下列非線性方程組，從而方便追蹤出系統的二維分岔邊界。
式中：
A ——系統的增廣矩陣；
系統分析理論范文4
電力信息系統設備管理子系統主要是根據電力企業經營目標，通過對電力信息系統中設備監測、設備信息管理以及設備維護實施的全過程的科學管理。其中設備監測主要是對電力信息系統進行24小時的監控，如果發現系統異常，及時向電力信息系統維護人員發出警報信號，以能夠對系統運行異常狀況進行及時控制。
2業務監控子系統
電力信息系統中的業務監控子系統設計的目的主要是為了實現對電力信息系統中的數據庫、操作系統以及WEB應用系統進行實施的監控，同時此系統也是為了通過電力信息系統中的流量分析，空間訪問等功能對電力信息系統運行的安全性和穩定性進行分析，以能夠最大限度保證電力信息系統的安全性，減少系統遭受到破壞。
3業務資產子系統
電力信息系統中業務資產子系統設計的目的主要是關注電力信息中數字資產的創建、使用以及傳播和銷毀等幾方面的內容，同時業務資產子系統主要是為了采用權限管理、桌面終端控制軟件和證書等對數字資源訪問人員進行監控，以控制非法人員接入或者訪問，保證電力信息系統中數字資產的安全性。
4運行維護支撐子系統
電力信息系統中的運行維護支撐子系統主要是為了采用數據庫和知識庫的支撐對電力信息系統中安全性較低的設備進行收集、分析和管理，同時此系統還能夠有效實現對電力信息系統運行維護人員的管理，以實現對電力信息系統中的整個安全運維提供有力的支撐。
5安全審計子系統
系統分析理論范文5
大學數學教學大綱
課程代碼318.009.1編寫時間
課程名稱數理統計
英文名稱Statistics
學分數3周學時3+1
任課教師*徐先進開課院系**數學學院
預修課程
課程性質：
本課程為數學學院本科生開設，是概率論基礎的繼續，介紹數理統計學的基礎知識。
基本要求和教學目的：
課程基本內容簡介：
數理統計是一門理論研究與數學實踐相結合的學科，它區別于概率論基礎部分，不從概率空間出發，而是考慮如何給隨機現象裝配一個概率空間。
數理統計學研究數據資料的收集、整理、分析和推斷，廣泛地應用于社會科學、工程技術和自然科學中。
教學方式:
教材和教學參考資料：
作者教材名稱出版社出版年月
教材概率論，第二冊，數理統計（兩分冊）人民教育出版社1979
參考資料陳希孺數理統計引論科學出版社1981
峁詩松,王靜龍，濮曉龍高等數理統計高等教育出版社，施普林格出版社1998，2003
J.O.BergerStatisticaldecisiontheoryandBayesionanalysis,2ndedition
中譯本：賈乃光譯，統計決策理論和貝葉斯分析Springer-Verlag,NewYork
中國統計出版社1985
1988
教學內容安排：
第一章引論
本章的教學目的是闡述數理統計學的基本問題，介紹數理統計學的基本概念。指出了現階段的教學內容是研究如何利用一定的資料對所關心的問題作出盡可能精確可靠的結論，而不是考慮如何設計獲得數據的試驗。
統計量是從數據中提取信息的工具。本章介紹了兩種常用求估計量的方法，介紹了刻畫統計量性能的一致最小方差的概念。
§1統計學的基本問題
§2數理統計學的基本概念
§3求估計量的兩種常用方法
§4一致最小方差無偏估計
第二章抽樣分布
本章假定待研究的母體服從最常見的正態分布，導出了常用統計量，，的分布。本章的結論是對小樣本討論的，由于正態分布的特殊性，它們也可作為大樣本情形的極限分布。
本章還介紹了與正態母體相聯系的柯赫倫定理與費歇定理。
§1正態母體子樣的線性函數的分布
§2分布
§3分布和分布
§4正態母體子樣均值和方差的分布
第三章假設檢驗（I）
本章的教學目的是讓學生認識到參數估計、假設檢驗和區間估計是針對問題的不同性質而作的三種統計推斷，掌握并正確理解顯著性檢驗問題的處理步驟。在本章的執行過程中，給出了一些典型的假設檢驗問題的分析和理解，以幫助學生掌握和運用這一統計思想。
本章介紹了具有一般意義的廣義似然比檢驗。
§1引言
§2正態母體參數的檢驗
§3正態母體參數的置信區間
§4多項分布的檢驗
§5廣義似然比檢驗
第四章線性統計推斷
本章主要討論數理統計學中兩類重要的問題，線性模型和回歸分析，介紹了處理另一類問題的方差分析。在數學過程中，解釋了在復雜問題中使用線性模型的合理性，也分析了統計假設在實際問題中的意義。
在本章的執行過程中，比較了回歸分析與線性模型的異同點。
§1最小二乘法
§2回歸分析
§3方差分析
第五章點估計
本章從理論的角度討論了一致最小方差無偏估計的性質。介紹了一些尋找一致最小方差無偏估計的方法。
§1最小方差無偏估計
系統分析理論范文6
【關鍵詞】電力通信網；通信監測技術；系統
1.引言
如今，電力行業已經是我國經濟的支柱產業之一。電網能否安全穩定的運行對于整個國民經濟的安全穩定具有十分重要的意義。電力系統專用通信網對于電力系統的安全穩定運行具有不可替代的重要作用。如果電力通信網絡出現故障會給整個電網的運行帶來不便，甚至是巨大的事故。因此，對電力通信網絡運行狀況進行科學合理的監測和管理，保證其正常的運作，進而確保整個電網系統的安全是當前電力部門的一個重要課題。要確保電力通信的暢通就需要具備專業化的管理系統以及規范化的管理體制，從而確保整個電力通信網絡的暢通以及高效運作，最終保護整個電網系統的安全。電力通信監測技術正是在這種需求下應運而生。
2.監測對象的分類
按照監測對象的不同，可以把監測對象分成三類，即按用途分類，按性能分類，按電特性分類。
2.1 按用途分類
可分為通信動力系統監測和環境系統監測兩大類，其中通信動力系統包括高壓配電、低壓配電、交流穩壓器、UPS、整流器和蓄電池組等動力設備，環境系統包括機房用空調、門禁、溫濕度、紅外、煙霧、水浸等環境量。在各局站無人值守的情況下，還配有靜態或動態圖像監測，在中心實時監視現場的情況。通過對動力設備和環境合理布置監測點，就能準確將設備運行狀態和運行數據集中反映到監測中心。
2.2 按性能分類
按被采集設備的性能可分為智能設備和非智能設備。智能設備只設備本身帶有一定數量的傳感器、變送器，可以進行數據采集和處理能力，并帶有智能接口，可直接與后臺進行通信。非智能設備本身不具備數據采集和處理能力，無智能接口。對于是能設備，可通過其智能設備協議（包括智能設備通信協議、數據包的結構、包的內容及接口方式）直接進行通信，納入監測系統。對于非智能設備則需通過采集器采集數據再接入監測系統。
2.3 按電特性分類
（1）按電量分
監測對象可分為非電量和電量，對于非電對象（如溫濕度），應通過傳感器把非電量變成電量后接入數據采集設備，對于電量（如電壓電流）則通過變送器把其變換成適合采集器要求的輸入信號范圍后接入數據采集設備。
（2）按信號性質分
監測對象按信號的性質可分為模擬量和數字量。模擬量是指那些隨時間連續變化的量（如交流電壓、交流電流等），對這些量的測量，需采用模/數轉換器把模擬量變成數字量后才能適宜單片機采集，而數字量是指那些僅有“0”和“1”兩種狀態的量，這樣的量單片機可直接測量。
3.通信檢測系統硬件結構
監測系統在結構上采用星形拓撲的形式，綜合計算機網絡技術，主要由兩大部分組成：中心站和站。監測系統的硬件架構采用千兆高速以太網，主要由數據采集器、數據庫服務器、監測工作站以及其他功能不同的一些外設組成。變電站的通信機房負責進行數據采集，將采集到的各種數據反饋到該地區的中心站，各個分站傳輸過來的數據都在這里進行處理，并對各種通信設備的告警做出響應。
位于中心機房的監測服務器對系統數據進行儲存，系統模式為客戶/服務器，軟件系統之間的傳輸通過TCP/IP協議來完成。為了能夠對網絡數據進行及時的存儲和處理，應該在服務器上構建具有數據服務器、應用服務器、文件服務器的三重作用的實時數據庫。為了方便對系統進行異地儲存以及備份，在以數據庫為基礎建立的磁盤陣列應該進行雙機共享。被管理對象的實時狀態被寫入服務器內存之中，實時數據庫對設備傳輸的狀態變化消息進行處理，然后進入關系數據庫，。這樣被管理對象的實時狀態可以被所有的客戶機訪問。服務器工作方式為雙機集群，從而保證系統的連續運行。為了避免系統在意外情況下的數據丟失，可以將兩臺服務器直連，通過集群系統軟件來實現雙機互連，互為備份，從而提高數據的安全性。在主服務器出現故障時，備用服務器自動切入運行，主服務器修復之后，通過手動的方式切換到主服務器。
監測工作站采用圖形化操作系統具有設備報警功能，設置在調度值班室，從而方便調度員進行檢測和相關的操作。
系統與互連網相連，方便進行信息以及對事故進行申告。為了保證系統免受來自互聯網的威脅，應該設置防火墻。
數據采集及傳輸部分和前置機網關實現對非智能設備及通信輔助設備的實時數據采集。
在主站建立基于美國信息互換標準代碼的仿真終端，通過美國信息互換標準代碼的輸出對設備進行管理，最終實現自動切換基于不同協議的設備之間的監測，這樣，對于多臺設備可以通過一臺工控機來同時進行相應的操作，實現設備的集中管理和配置。
針對不同的協議，應該在主站建立規約轉換網關來進行轉換，然后將信息反饋給服務器，網元和信息之間的鏈接得以實現，最后由工作站進行相應的顯示。
將波形觀測技術結合電平信號遙測技術，雙管齊下來處理中心站和站的自動化RTU信息，在對電平進行遙測的同時還可以對波形進行直觀的顯示。
4.系統應用軟件
監測系統由兩大數據庫、三大應用平臺及若干應用程序組成。
4.1 實時數據庫和管理數據庫
前者負責系統在線實時數據的處理，后者負責對設備的歷史數據和非實時數據等離線數據進行處理，實現通信網信息管理功能。
4.2 三大應用平臺
通過調度應用平臺、圖形數據平臺和運行管理平臺實現系統運行監視、設備操作、矢量圖形、數據查詢。應用軟件實現的功能有：
1）通過一臺終端，實時地集中采集通信設備和電路的運行狀況和設備性能指標參數，及時發現故障并處理，以確保通信電力的正常運行；
2）采用逐層點擊、雙擊文本告警、自動推圖、語音提示可以在短時間內捕捉信息大大減少了定位網絡故障的所需的時間，提高了勞動效率和通信網管理水平；
3）根據采集的信息，系統會自動分析故障原因，判斷故障的位置，確定故障對網絡產生的影響程度，時排除故障，確保網絡暢通。
5.通信監測技術的應用優勢
電力通信檢測技術在很多地方的電力系統中都有廣泛的被采用，獲得了很大程度的發展。具有自身的一些優勢，主要表現在以下幾個方面：
1）圖像監測功能
監測中心的調度人員可以根據實際的需要對變電站的任何一臺攝像機的進行操作，進行錄像。也可以讓攝像機按照固定的時間進行攝像，如以每天或者一個周作為一個周期進行錄像，且具有回放以及查詢的功能。
2）控制功能
監測中心的操作人員可以對變電站的相關設備實現遠程操作，比如，發現有不法分子進入或者偷盜行為時，可以實現遠程報警，同時打開現場的照明設備和錄像設備進行攝像。
3）報警功能
具有視頻丟失和視頻運動報警功能，當站端由于攝像機損壞、被竊或斷線等情況引起視頻信號丟失應進行報警。對于設定的視頻報警區域，當有運動目標進入或圖像發生變化時應進行報警。遠程變電所發生報警時，當地主機將在ls內響應，監測中心主機能在5s內自動彈出報警信息窗口，顯示報警點的具置，報警類型，自動將畫面切換到告警地點，并啟動錄像設備對現場進行錄像，便于事故處理與分析。
