基于自收敛同伦延拓法搜索七自由度机械臂零空间解集

针对七自由度机械臂零空间解集的无穷性,传统数值迭代只能求取单一解,解析法通用性较低,微分映射法精度较低的问题,本文在传统同伦延拓法的基础上采用同伦延拓参数自收敛的方式并加入关节限幅环节以优化延拓空间,并在此基础上,采用余弦函数作为同伦延拓辅助函数为方程组加入扰动。首先,根据改进DH参数法得到正运动学变换矩阵;其次,对自收敛同伦延拓法和传统同伦延拓法的求解时效、求解范围、对求解精度的适应性以及迭代限幅对求解的影响进行对比实验;最后,使用球形包围盒法结合加权取解的方式使得机械臂利用搜索到的零空间解集进行避障运动。经实验证明自收敛法的求解时效要优于传统法,加入关节限幅过程后,两种方法的时效性均有提升。

采用延拓法的风电系统稳定模型二维参数分岔边界的计算与研究

为了反映风电系统参数连续变化对其电压稳定性的影响和揭示风电系统电压稳定机制,针对目前的分岔理论研究了风电系统电压稳定性的局限性,对风电系统进行了两参数鞍结分岔边界的计算与研究。借助常规电力系统计算二维参数分岔边界的方法和思路,以风电注入有功功率Pinject、静止无功补偿(static var compensation,SVC)参数Bmax、放大倍数Kr为分岔控制参数,计算得到风电系统节点电压鞍结二维分岔边界。在此基础上深入分析,最后得出风电场注入有功和SVC参数共同作用下影响风电系统电压稳定性的规律:在SVC参数Bmax(或Kr)和风电注入有功功率Pinject的共同作用下,风电场机端(即补偿点)电压稳定性得以提高;增大SVC参数Bmax和Kr,都能有效扩展鞍结分岔边界,并且Bmax的作用更明显。

深埋双隧洞开挖的解析延拓法求解

将隧洞所处的地下空间转换为平面应变情况下的弹性半空间,考虑两隧洞开挖次序的影响,利用解析延拓法及Schwarz交替法求解出弹性半空间内2个任意形状任意尺寸的双隧洞在任意相对位置下其半空间内任意一点的应力解和位移解的隐式表达式。将双圆形隧洞作为特例,考虑到隧洞埋深与孔径相比比较大,从而不考虑重力梯度的影响,将重力化为作用在边界上的均布外荷载,考虑2个隧洞衬砌法向反力的影响,求解出弹性半空间内圆形双隧洞任意一点处的应力值和位移值解析解的具体显式表达式。最后利用二维有限元分析对理论推导的两圆形孔洞解析解进行验证,表明解的可靠性。

基于延拓法的电力系统稳定模型中二维参数局部分岔边界的计算

该文提出表示微分-代数模型中的奇异性、鞍结点和霍普夫分岔的代数方程以便应用延拓法来求解获得二维参数的分岔边界。该方程保留了电力系统稳定微分-代数模型的形式不变,也未涉及到矩阵求逆或行列式值的计算,同时该方程也具有直接法计算分岔时速度快的优点。其缺点是方程的维数增加了。应用所提方法计算了一简单电压稳定和一多机电力系统稳定模型中的二维参数局部分岔边界,并和实域仿真进行比较,结果表明该方法是准确可行的。

Molodensky边值问题中解析延拓法g_1项的小波算法

运用小波分析理论研究了Molodensky边值问题的计算方法 ,论证了该类问题的计算对于精化重力场模型的意义 ,即可以放弃考虑地球密度的各种重力改正 .针对解析延拓法 ,证明 g1 项奇异积分在Chauchy主值意义下的存在性 .计算结果表明 ,该算法具有快速、准确的特征 ,特别适用大范围计算 g1 项的值 。

混合波场延拓法转换S-P波共炮记录叠前深度偏移

本文把付氏变换有限差分叠后偏移方法为工具，借鉴转换Ｐ—ＳＶ波相位移叠前偏移法，发展出既适应速度纵横向任意变化、又能使陡倾地层精确归位的转换Ｓ—Ｐ波共炮记录叠前深度偏移方法。数值模拟结果表明，所计算出的模型合理，从而说明所推导出的公式正确。

基于波形匹配端点延拓法优化的经验模态分解算法在铁路继电器参数降噪上的应用

针对铁路继电器参数的噪声问题,为提取其有效信息,该文建立一种基于改进波形匹配延拓法优化的经验模态分解(EMD)算法,利用自相关函数分离含噪信号,小波阈值去除噪声的混合降噪模型。首先根据继电器参数特点对波形匹配方法进行改进,重新定义匹配误差度公式,并引入匹配精度误差系数,采用改进波形匹配延拓法优化EMD分解过程产生的端点效应,得到有效的固有模态分量(IMF)和余项;然后求解其自相关函数,并根据自相关函数图像结合噪声信号特征分离出含噪分量;最后对含噪分量进行小波阈值去噪,去噪后与剩余分量和余项结合,得到重构后的参数序列。同时,提出利用结构相似性(SSIM)评价指标,结合信噪比(SNR)、方均误差(MSE)指数对模型可靠度评判。通过结果分析,并与EMD分解后重构和小波阈值去噪方法作对比,证明该模型可优化铁路继电器参数的降噪效果。

一种大范围收敛的电力系统潮流算法——同伦延拓法

本文分析了影响电力系统潮流计算收敛性的因素。在利用同伦延拓法求解病态潮流的研究中,提出一种求解同伦曲线的新方法。这种方法可修改迭代初值,使其进入收敛范围,因此适用与处在特殊运行状态下的系统潮流计算,尤其是小干扰稳定边界附近的潮流计算。论文讨论了同伦延拓法求解潮流方程的原理和步骤,以及雅可比矩阵奇异点的处理方法。最后用七个算例说明方法的有效性。

基于延拓法的风电系统电压Hopf分岔研究

为揭示风电场的参数变化对电力系统动态电压稳定的影响。首先应用延拓算法,以风电场无功功率为控制参数,进行了单参数电压稳定性分岔分析。然后在单参数分析的基础上引入有功功率作为第2个控制参数,进行了双参数分岔边界的确定和双参数制约性分析。最后对静止无功补偿器(SVC)对Hopf分岔的控制作用进行了分析。结果表明:风电场吸收的无功功率限制了风电场有功功率的输出,SVC可以延迟Hopf分岔,提高风电系统电压稳定域度。

半无限空间隧道应力与位移的解析延拓法求解

为快速得到单孔深埋任意形状隧道开挖产生的应力值与位移值,利用复变函数解法中的解析延拓法求解.由于是深埋隧道,假设隧道埋深与隧径相比比较大而不考虑重力梯度影响,直接把重力作用化为无限远处作用有外载,同时考虑隧道衬砌的支撑作用,利用复变函数的保角变换功能及解析延拓法,求出了在弹性半无限空间中,单孔任意形状隧道外任意一点的应力值和位移值的解析解表达式.以圆形隧道作为特例,求出隧道围岩任意一点处的应力值和位移值解析解的显式表达式,该解与已有的解答一致,表明新方法的准确性.该求解方法拓展了解析延拓法的应用,且可考虑隧道的任意形状及法向支撑力,结合MATALAB工具,可为工程快速求解开挖应力及稳定变形分析提供便捷的方法.

基于预测-校正的同伦延拓法追踪高维Hopf分岔点研究

将同伦延拓思想应用于电力系统Hopf分岔点的求解中,提出一种新的基于割线预测-校正的同伦延拓法来追踪Hopf分岔点。该算法为同伦延拓法提供了简单有效的实现方法,利用割线法进行方向预测跟踪Hopf分岔同伦路径,与常用的切线法相比,由于未涉及矩阵求逆运算,计算量大大减小;同时运用自动步长控制策略,既保证计算的精确度,又兼顾到计算速度,确保校正步的有效执行。最后,通过WSCC3机9节点系统验证了该方法的实用性、可靠性以及优越性。

广义延拓法在GPS高程转换中的应用

针对分区拟合转换成正常高的方法中,对分区进行拼接时存在的一些问题,采用广义延拓法对面积较大或地形变化比较复杂的区域进行GPS高程转换。实测算例表明:该方法能提高大面积区域GPS高程转换的精度和避免分区间的台阶性突变。

延拓法追踪电力系统机电稳定模型中的二维参数分岔边界

将延拓法应用于追踪电力系统微分-代数联立方程模型的平衡解曲线,并从计算所得的分岔点出发,将延拓法推广应用于求解描述微分-代数联立模型中的鞍结点分岔(SNB)和霍普夫分岔(HB)的非线性代数方程组.这些代数方程组不仅在原理上可适合应用延拓法来计算系统中任意二维参数的分岔边界,而且在形式上保存了电力系统稳定分析中的数据结构的稀疏性.同时,该方程包含系统的临界特征值和右特征向量等特征结构信息,因此,在追踪局部分岔边界的二维参数时,也能获得系统的临界特征信息.最后,以一多机电力系统为例,验证了该方法是可行的.

延拓法在油气相平衡计算中的应用

用延拓法、经典的Newton算法和Broyden算法分别计算了四个实际油气体系的露点 (用PR方程 ) ,对同一体系的重馏分使用同样的临界参数 ,对比不同压力初值下这三种方法的迭代收敛情况。对同一体系同样的压力初值对比了改变重馏分的临界参数拟合实验露点时这三种算法的适应性。结果表明延拓法对初值要求低 。

解非线性的最小二乘法拟合曲线的数值延拓法

非线性函数的最小二乘法拟合曲线需要求解一个非线性方程组.根据解非线性方程组的全局收敛方法,利用数值延拓法研究了非线性函数的最小二乘法拟合曲线的计算方法,并给出其算法为全局收敛的充分条件.

最近相似距离延拓法耦合平行延拓法抑制EMD端点效应

在经验模态分解(Empirical mode decomposition,EMD)中,综合考虑信号内部的规律性,在深入研究最近相似距离延拓法和平行延拓法的基础上,对EMD端点延拓方法进行了改进,通过计算信号内部波段与端点波段的相似距离,确定信号内部规律性的强弱。在信号内部规律性较强的情况下,采用最近相似距离延拓法,使信号两端最大程度地反应信号内在信息;在信号内部规律较弱的情况下,考虑到端点信号发生异常的情况,采用平行延拓法在信号端点进行预测延拓。为验证该方法,本研究通过仿真分析和滚动轴承故障进行研究,研究结果表明,改进后的EMD分解得到的IMF分量与原模拟信号分量的匹配距离分别为3.378 7、7.240 4、7.390 7,波形相似系数分别为0.999 9、0.997 7、0.903 4,边际谱频率在f_1=5 Hz的误差为6.2%,与直接延拓法、平行延拓法相比更准确,能有效地抑制EMD端点效应。该方法能提高信号分解精度,实现对故障特征的有效提取,为机械故障诊断提供参考依据。

解拟线性抛物型初边值问题差分方程的数值延拓法

拟线性抛物型偏微分方程初边值问题的差分方程一般是一个非线性方程组.本文根据非线性方程组解存在与唯一性的理论,采用数值延拓法,建立了一类拟线性抛物型偏微分方程边值问题的差分方程数值解的迭代算法,给出该算法全局收敛的充分条件,并且用具体的算例说明所给算法的可行性.

数值延拓法用于脑血肿电阻抗断层图像重建

电阻抗断层成像技术用于脑血肿实时监测是该技术应用于临床医学有意义的探索。生物活体组织的生理参数因不同的人、器官、组织和病况 ,有很大的差异 ,因此在重建算法中放宽对计算参数初始值的要求对该技术走向临床应用有重要的意义。拟牛顿法作为重建算法尽管有很高的精度 ,但对计算初始值的要求非常苛刻 ,数值延拓法可以有效地扩大初始值的收敛区间 ,放宽重建算法拟牛顿法对初始值的限制。文中介绍了数值延拓法在重建算法中的应用 。

r因子拟周期延拓法

对小波变换用于子带编码时 ,有限长输入信号的延拓方法进行了研究。针对现有延拓方法的不足 ,提出了一种延拓方法———r因子拟周期延拓法。理论与实验均表明 ,采用该方法 ,可实现由任意小波分解信号的截取段延拓后精确重构原信号 ,优于现有的延拓方法 ,为小波变换在数据压缩中的应用开辟了一种有效途径。

基于延拓法的天然气管网稳态分析

为解决牛顿-拉夫逊法和拟牛顿法进行天然气管网稳态分析时对初始值较敏感的问题,应用延拓法进行天然气管网稳态分析。3种方法应用到同一算例进行比较,延拓法比牛顿-拉夫逊法和拟牛顿法的计算效率有明显的提高,计算时间分别从牛顿-拉夫逊法和拟牛顿法的4.062 s和0.120 s降低到延拓法的0.110 s,迭代次数分别从1 790次和187次降低到41次。将延拓法应用到实例,计算结果与实测结果相对误差很小,符合工程实际要求。