Để thực hiện việc lọc Kalman nhƣ đã trình bày cần phải xây dựng đƣợc các véc tơ và ma trận (.), (.), (.)F h G và xác định ma trận các đặc trƣng thống kê
,
Q R.
Điều kiện để thực hiện đƣợc việc đánh giá đƣợc véc tơ trạng thái ( )X t điều
kiện cần và đủ là hạng của ma trận sau phải thỏa mãn đẳng thức sau:
1
...( )
T T T T n T
Rank H H H n (2.122) ở đây, hạng của ma trận, theo lý thuyết đại số tuyến tính [5], là bậc lớn nhất của các ma trận con vng có định thức khác khơng.
Từ các trình bày trên cho thấy, để thực hiện đƣợc thuật toán lọc Kalman phi tuyến (cịn gọi là bộ lọc Kalman mở rộng); cần có đủ các yếu tố sau:
a. Xác định đầy đủ các hàm mô tả quan hệ động học của véc tơ trạng thái, tức là phải xác định rõ các hàm ( ,f f1 2,... )fn ;
b. Xác định đầy đủ các hàm mô tả quan hệ giữa véc tơ trạng thái với các tham số đo đƣợc ở đầu ra (các tham số tham chiếu), tức là phải xác định rõ các hàm ( ,h h1 2,...,hm);
c. Xác định cấu trúc ma trận phân bố nhiễu G và các hàm là phần tử g Xij( ) của ma trận G;
d. Có thống kê tốn học các nhiễu động học wk nhiễu đo vk để xác định các ma trận cƣờng độ nhiễu , Q R.
e. Số tham số đo đƣợc của véc tơ Z phải đủ lớn và độc lập (không phụ thộc nhau), tức là ma trận H phải hợp lý để cho điều kiện (2.122) đƣợc thỏa mãn.
2.2.2. Xây dựng giải pháp và thuật toán xác định sự thay đổi năng lƣợng cột nƣớc của nhà máy thủy điện công suất vừa và nhỏ nƣớc của nhà máy thủy điện công suất vừa và nhỏ
Nhƣ chƣơng 1 đã phân tích nhà máy thủy điện cơng suất vừa và nhỏ ở Việt Nam thƣờng đƣợc xây dựng theo phƣơng án tiết kiệm, khơng có bể điều tiết hoặc tháp điều áp. Vì vậy năng lƣợng của cột nƣớc (gồm thế năng và động năng) thay đổi phụ thuộc vào lƣợng nƣớc mƣa nhận đƣợc của lƣu vực dịng sơng. Khi đó các tham số mơ hình mơ tả động học q trình phát cơng suất điện năng của tổ máy phát điện cũng thay đổi. Mục 2.1 của chƣơng này đã xây dựng hai thuật toán nhận dạng các tham số này. Tuy nhiên khi nào phải tiến hành việc nhận dạng và hiệu chỉnh luật điều khiển van cấp nƣớc vào turbine là một vấn đề cần phải xác định. Để giải quyết vấn đề này cần đánh giá đƣợc năng lƣợng của cột nƣớc, tức là phải đo và đánh giá đƣợc thế năng và động năng của cột nƣớc.
Để giải quyết việc này xin đề xuất giải pháp sau: Bên cạnh turbine máy phát điện chính đặt một turbine siêu nhỏ để quay một máy phát điện một chiều với tải cố định. Khi này tốc độ quay của nó sẽ tỉ lệ với năng lƣợng của cột nƣớc. Trên hình 2.6 mơ tả sơ đồ giải pháp trên. Dƣới áp lực của dòng nƣớc turbine sẽ quay và làm rotor máy phát điện một chiều quay với tốc độ góc T, trên rotor đƣợc cuốn các khung dây.