[发明专利]一种电力电子电路暂态仿真插值计算方法

权利要求书

1.一种电力电子电路暂态仿真插值计算方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)获取电力电子电路的仿真系统，建立所述仿真系统的状态空间方程为：

其中，t表示时间，x表示状态变量，u表示输入变量，y表示输出变量，p表示独立开关组的数量；A_i，B_i，C，D是状态方程的参数矩阵；S_i表示第i个独立开关组的状态，闭合为1，断开为0，i＝0，1，...，p；

2)设置仿真步长为Δt，仿真的初始时刻t₀＝0，仿真总时长为T_end，设置初始状态为x₀，当前时步数n＝0，启动仿真计算；

3)根据当前状态变量，更新所述状态空间方程中的所有开关组状态S_i，计算S_i＝1对应的参数矩阵A_i，B_i，C，D并存储；

4)使用Padé[1/2]近似的指数积分公式从当前时刻t_n迭代求解至t_n+Δt时刻，获得稠密输出时刻t_dense和对应的稠密输出点的稠密输出状态变量x_dense；其中，n≥0；

5)判断所述仿真系统在当前时刻t_n到t_n+Δt时刻之间是否发生开关动作，如果是，则设置重同步标志位为1，并进入步骤7)，否则进入步骤6)；

6)判断重同步标志位是否为0，若是，进入步骤11)，若否，进入步骤9)；

7)使用具有三阶精度的插值公式计算当前时刻t_n到t_n+Δt时刻之间最早的开关动作时刻t_inter和对应的开关动作状态变量x_inter，并更新当前时刻t_n＝t_inter和开关组的状态S_i；

8)判断当前开关状态是否曾经发生过，如果是，则读取已经存储的参数矩阵A_i，B_i，C，D并进行更新，然后进入步骤4)，否则进入步骤3)；

9)重新定位到下一个仿真步长时刻t_n+1＝t₀+(n+1)Δt，并使用具有三阶精度的插值公式计算该时刻t_n+1对应的状态变量x_n+1，同时设置重同步标志位为0；

10)判断所述稠密输出时刻t_dense是否大于所述当前时刻t_n，如果是，则使用具有三阶精度的插值公式重新计算所述稠密输出状态变量x_dense，再进入步骤11)，否则直接进入步骤11)；

11)计算所述输出变量y，并更新当前时步数n＝n+1，更新当前时间t_n＝t_n+1，更新当前状态变量x_n＝x_n+1；

12)判断所述当前时刻t_n是否小于所述仿真总时长T_end，如果是，进入步骤4)，否则结束仿真。

2.如权利要求1所述的电力电子电路暂态仿真插值计算方法，其特征在于，步骤4)所述的Padé[1/2]近似的指数积分公式为：其中，是一系列族函数，令z＝ΔtA，则有k为所述族函数中的第k个表达式；令g^ΔtA≈r₁₂(ΔtA)，则所述Padé[1/2]的矩阵指数近似具体形式为：