Lightning has a broad frequency spectrum from DC to a few MHz. Consequently, the high frequency performance of grounding systems for protection against lightning should be evaluated, with the distributed parameter circuit model in a uniform soil being used to simulate grounding impedances. This paper proposes a simulation method which applies the distributed parameter circuit model for the frequency-dependent impedance of vertically driven ground rods by considering multi-layered soil structures where ground rods are buried. The Matlab program was used to calculate the frequency-dependent ground impedances for two ground rods of different lengths. As a result, an increase of the length of ground rod is not always followed by a decrease of grounding impedance, at least at a high frequency. The results obtained using the newly proposed simulation method considering multi-layered soil structures are in good agreement with the measured results.
The degenerate case of multivariable hyperbolic distributed-parameter systems (systems of hyperbolic partial differential equations) in time coordinate t and space coordinate x is characterized by a property that all the characteristic curves of the state equations are parallel to the coordinate axes of independent variables. It is a disturbing fact, although not well known, that the so-called maximum principle as applied to these systems does not exist for the control that depend on time alone. In this paper, however, it is shown that a set of necessary conditions in the small can exist for unconstrained as well as magnitude constrained controls in a locally convex set. The necessary conditions thus derived can be used conveniently to find the optimal control for degenerate hyperbolic distributed-parameter control systems.
This paper presents a digital modeling technique for the distributed parameter system. The basic idea of the proposed technique is to discretize a continuous system with respect to the spatial coordinate using the approximate methods such as bilinear method and backward difference method. The response of the discretized system is analyzed by Laplace transform and Z transform. The computational result of the proposed technique in a torsional shaft is compared with the exact solution and the result of the finite element method.
A new modeling and analysis technique for one-dimensional distributed parameter systems is presented. First. discretized equations of motion in Laplace domain are derived by applying discretization methods for partial differential equations of a one-dimensional structure with respect to spatial coordinate. Secondly. the z and inverse z transformations are applied to the discretized equations of motion for obtaining a dynamic matrix for a uniform element. Four different discretization methods are tested with an example. Finally, taking infinite on the number of step for a uniform element leads to an exact dynamic matrix for the uniform element. A generalized modal analysis procedure for eigenvalue analysis and modal expansion is also presented. The resulting element dynamic matrix is tested with a numerical example. Another application example is provided to demonstrate the applicability of the proposed method.
For lightning currents, a grounding system shows the transient grounding impedance characteristics. A grounding system for protection against lightning should be evaluated by the transient grounding impedance, not it's ground resistance. The transient grounding impedance varies with the shape of ground electrode and earth characteristics as well as the waveform of lightning surge current. For the analysis and practical use of transient grounding impedance, the characteristics of transient grounding impedance should be analyzed theoretically and this paper suggests the theoretical analysis for the transient grounding impedance of counterpoise by using the distributed parameter circuit model. EMTP and Matlab are used to simulate the distributed parameter circuit model of counterpoise and the adequacy of the distributed parameter model of counterpoise is examined by comparing the simulated results with the measured results.
In this paper, a novel algorithm of underground cable fault location based on the analysis of distributed parameter circuit is proposed. The proposed method makes voltage and current equations about core and sheath, and then establishes a function of the fault distance according to the analysis of fault conditions. Finally gets the solution of this function through Newton-Raphson iteration method. The effectiveness of proposed algorithm has been verified by Matlab program, and the cable parameters such as impedance and admittance are from EMTP simulation.
The paper deals with an approach to time domain simulation for closed end at the downstream of pipe, hydraulic lines terminating into a tank and series lines with change of cross sectional area. Time domain simulation of a fluid power systems containing hydraulic lines is very complex and difficult if the transfer functions consist of hyperbolic Bessel functions which is the case for the distributed parameter dissipative model. In this paper, the magnitudes and phases of the complex transfer functions of hydraulic lines are calculated, and the MATLAB Toolbox is used to formulate a rational polynomial approximation for these transfer functions in the frequency domain. The approximated transfer functions are accurate over a designated frequency range, and used to analyze the time domain response. This approach is usefully to simulate fluid power systems with hydraulic lines without to approximate the frequency dependent viscous friction.
Hydrological models are based on a combination of parameters that describe the hydrological characteristics and processes within a watershed. For this reason, the model performance and accuracy are highly dependent on the parameters. However, model uncertainties caused by parameters with stochastic characteristics need to be considered. As a follow-up to the study conducted by Choi et al (2020), who developed a relatively simple semi-distributed hydrological model, we propose a tool to estimate the posterior distribution of model parameters using the Metropolis-Hastings algorithm, a type of Markov-Chain Monte Carlo technique, and analyze the uncertainty of model parameters and simulated stream flow. In addition, the uncertainty caused by the parameters of each version is investigated using the lumped and semi-distributed versions of the applied model to the Hapcheon Dam watershed. The results suggest that the uncertainty of the semi-distributed model parameters was relatively higher than that of the lumped model parameters because the spatial variability of input data such as geomorphological and hydrometeorological parameters was inherent to the posterior distribution of the semi-distributed model parameters. Meanwhile, no significant difference existed between the two models in terms of uncertainty of the simulation outputs. The statistical goodness of fit of the simulated stream flows against the observed stream flows showed satisfactory reliability in both the semi-distributed and the lumped models, but the seasonality of the stream flow was reproduced relatively better by the distributed model.
Journal of information and communication convergence engineering
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제13권3호
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pp.152-158
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2015
We consider the problem of designing independently operating local quantizers at nodes in distributed estimation systems, where many spatially distributed sensor nodes measure a parameter of interest, quantize these measurements, and send the quantized data to a fusion node, which conducts the parameter estimation. Motivated by the discussion that the estimation accuracy can be improved by using the quantized data with a high probability of occurrence, we propose an iterative algorithm with a simple design rule that produces quantizers by searching boundary values with an increased likelihood. We prove that this design rule generates a considerably reduced interval for finding the next boundary values, yielding a low design complexity. We demonstrate through extensive simulations that the proposed algorithm achieves a significant performance gain with respect to traditional quantizer designs. A comparison with the recently published novel algorithms further illustrates the benefit of the proposed technique in terms of performance and design complexity.
This paper presents signal analyzer design, realization of system parameter estimation, analysis and system parameter estimation of distributed parameter systems using orthogonal function like Walsh function, block pulse function and Haar function.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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