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熔盐堆流体动力学模型降阶方法适用性分析
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作者 林铭 程懋松 +1 位作者 蔡翔舟 戴志敏 《核技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第9期141-150,共10页
对于熔盐堆全堆高保真流体动力学计算,即使借助超级计算机的并行计算能力在面对快速甚至实时求解的问题仍然面临效率的巨大挑战,引入和采用模型降阶(Reduced Order Modeling,ROM)方法,将能够有效解决这类问题。基于本征正交分解(Proper ... 对于熔盐堆全堆高保真流体动力学计算,即使借助超级计算机的并行计算能力在面对快速甚至实时求解的问题仍然面临效率的巨大挑战,引入和采用模型降阶(Reduced Order Modeling,ROM)方法,将能够有效解决这类问题。基于本征正交分解(Proper Orthogonal Decomposition,POD)方法与Galerkin投影法,引入基于有限体积的模型降阶(ROM based on Finite Volume approximation,FV-ROM)方法和上确界稳定模型降阶(ROM with supremizer stabilization,SUP-ROM)方法,针对液态燃料熔盐堆(Liquid Fuel Molten Salt Reactor,LFMSR)层流和湍流瞬态工况开展适用性分析。结果表明:FV-ROM方法在速度误差和计算效率方面占有明显优势,层流和湍流瞬态速度平均L^(2)相对误差低于0.5%和0.6%,且单步长的加速比分别为1500和1000倍左右;相比之下,SUP-ROM方法在压力预测方面表现出显著的优势,层流和湍流瞬态压力平均L^(2)相对误差低至0.20%和0.38%。因此,通过FV-ROM和SUP-ROM两种方法相结合的方式进行熔盐堆流体动力学速度场和压力场预测,能够更加有效地提高流体动力学仿真的效率,并确保瞬态模拟过程计算可靠性和精确度。 展开更多
关键词 模型降阶 熔盐堆 FV-ROM SUP-ROM 流体动力学
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基于子结构模型降阶和数据驱动的杆塔结构损伤识别方法
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作者 邓茂 严波 +4 位作者 高英博 杨寒旭 吕中宾 张博 刘光辉 《应用数学和力学》 CSCD 北大核心 2024年第7期850-863,共14页
针对受静载作用的输电杆塔大型复杂结构,提出了一种基于子结构模型降阶和数据驱动的损伤回归识别方法.根据杆塔框架结构特征及其在自重和覆冰静载作用下的变形特征划分子结构,确定结构可能出现的损伤状态,定义损伤指标.采用子结构模型... 针对受静载作用的输电杆塔大型复杂结构,提出了一种基于子结构模型降阶和数据驱动的损伤回归识别方法.根据杆塔框架结构特征及其在自重和覆冰静载作用下的变形特征划分子结构,确定结构可能出现的损伤状态,定义损伤指标.采用子结构模型降阶方法对含损伤结构的有限元模型进行降阶,形成降阶模型库.进一步,根据杆塔受载特征确定标定载荷,根据变形及破坏模式设计应变传感器布置方案,采用有限元方法计算降阶模型库中所有模型在标定载荷作用下的变形,构建数据集.以传感器测点的应变数据作为输入,损伤指标作为输出,利用BP神经网络算法建立损伤回归识别模型,实现杆塔损伤位置识别和损伤指标预测,为杆塔结构健康状态实时监测技术开发奠定了基础. 展开更多
关键词 子结构模型降阶 输电杆塔 数据驱动 损伤识别 回归模型
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基于矩匹配模型降阶的直驱式波浪发电系统功率优化
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作者 梁惠溉 杨俊华 +3 位作者 林汇金 林炳骏 吴凡曈 邱达磊 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期191-197,共7页
为改善复杂工况下直驱式波浪发电系统功率捕获效果、降低控制器计算负担,基于矩匹配算法改进模型预测控制策略。通过建立系统水动力模型,选取波浪关键频率,利用Sylvester方程计算该频率下系统期望矩,得到匹配幅相特性的降阶模型。根据... 为改善复杂工况下直驱式波浪发电系统功率捕获效果、降低控制器计算负担,基于矩匹配算法改进模型预测控制策略。通过建立系统水动力模型,选取波浪关键频率,利用Sylvester方程计算该频率下系统期望矩,得到匹配幅相特性的降阶模型。根据系统降阶模型,构造并求解可计及电机铜耗的改进二次型成本函数,计算理想电磁力,得到q轴期望电流跟踪值,提升波能捕获能力同时减少系统主要损耗。仿真结果表明:矩匹配降阶算法拟合程度高、动态行为好,所提控制策略波能转换效率提高,系统输出平均功率增加。 展开更多
关键词 波浪能 波浪能转换 模型预测控制 永磁直线同步电机 模型降阶
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面向互联系统的一类保结构模型降阶方法
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作者 祁振中 赵佳超 肖志华 《纯粹数学与应用数学》 2024年第2期311-326,共16页
互联系统作为一类特殊的复杂系统,其物理性质与系统的拓扑结构密切相关.因此在降阶过程中同时保持原始系统的耦合结构具有重要的现实意义.基于此,本文针对互联系统研究了一类保结构的模型降阶方法.首先,利用移位Legendre多项式正交分析... 互联系统作为一类特殊的复杂系统,其物理性质与系统的拓扑结构密切相关.因此在降阶过程中同时保持原始系统的耦合结构具有重要的现实意义.基于此,本文针对互联系统研究了一类保结构的模型降阶方法.首先,利用移位Legendre多项式正交分析技术,从归一化角度提出了计算互联系统可控与可观Gram矩阵的低秩分解算法.其次,结合平衡截断与主子空间投影方法,提出了一类保结构的降阶方法,并证明了降阶模型的保稳定性.最后,通过数值实验验证了所提方法的可行性与有效性. 展开更多
关键词 模型降阶 互联系统 移位Legendre多项式 平衡截断 主子空间
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基于数字孪生的多级离心泵模型降阶与检验
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作者 马斯卓 李伟 +4 位作者 苏保才 宋伟 季磊磊 杨巧月 杨万运 《排灌机械工程学报》 CSCD 北大核心 2024年第10期997-1004,共8页
为了探讨非设计工况下的二阶仿真方法以及数字孪生实时仿真交互的可行性,以14级离心泵为研究对象,运用拉丁超立方抽样法随机选取样本工况点,训练出满足均方根误差(RMS)小于1%精度条件的多级离心泵数字孪生稳态ROM.通过对比内部流场压力... 为了探讨非设计工况下的二阶仿真方法以及数字孪生实时仿真交互的可行性,以14级离心泵为研究对象,运用拉丁超立方抽样法随机选取样本工况点,训练出满足均方根误差(RMS)小于1%精度条件的多级离心泵数字孪生稳态ROM.通过对比内部流场压力、速度和涡旋结构的分布,检验了ROM与FOM数值模拟结果的一致性.研究结果显示,基于正交分解方法训练的多级泵ROM能够准确且迅速地预测和计算特定工况点下的扬程和内部流场压力分布.叶轮附近的平均相对误差小于2%,足以满足实际应用中快速仿真的需求.ROM的叶轮转子-定子界面速度分布与FOM相符,但在大速度梯度区域对速度变化的敏感度不足.随着训练样本的增多,精度逐步提高.ROM能够准确估计叶轮大尺度涡旋的形状,然而由于在模型降阶过程中高阶信息的省略,ROM所得到的涡旋边缘较FOM计算结果更为平滑且体积较小,平均相对误差约为-7.8%.本研究验证了POD方法ROM在离心泵内部流场中的有效性,并为流体机械领域数字孪生的构建和实时仿真奠定了计算基础. 展开更多
关键词 多级离心泵 数字孪生 模型 本征正交分解 流场分析
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参数化流动传热问题的模型降阶方法研究
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作者 杨迪 段承杰 +3 位作者 丁鹏 宋菊青 宋子凡 张纯禹 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第7期1440-1451,共12页
高精度的数值模型是构建反应堆堆芯数字孪生的基础,但传统的高分辨率数值模型的计算效率无法满足数字孪生的需求。为显著提高计算效率,综合利用伽辽金投影法和径向基函数插值法构造了参数化流动传热问题的降阶模型。该模型以典型的数值... 高精度的数值模型是构建反应堆堆芯数字孪生的基础,但传统的高分辨率数值模型的计算效率无法满足数字孪生的需求。为显著提高计算效率,综合利用伽辽金投影法和径向基函数插值法构造了参数化流动传热问题的降阶模型。该模型以典型的数值解作为学习样本,通过本征正交分解获得各物理场分布的主模态作为缩减基,然后将控制方程在缩减基张成的空间上进行投影以获得自由度个数显著降低的降阶模型。螺旋十字型燃料冷却剂的测试算例表明,相较于全阶模型,该降阶模型可实现高达3~4个数量级的加速效果,降阶模型的速度场与压力场的相对误差均小于10%。 展开更多
关键词 流动传热 模型 本征正交分解 径向基函数插值
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基于重启多项式Krylov子空间模型降阶的全波形瞬变电磁三维正演 被引量:1
7
作者 周建美 景旭 +2 位作者 鲁凯亮 刘文韬 李貅 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2023年第6期2646-2657,共12页
瞬变电磁三维正演在内存占用和求解时间上都是大的挑战.瞬变电磁响应受到发射波形的影响,正演计算中还需考虑发射波形.基于重启多项式Krylov子空间模型降阶方法,本文实现了一种新的全波形瞬变电磁三维正演算法.采用规则六面体网格的拟... 瞬变电磁三维正演在内存占用和求解时间上都是大的挑战.瞬变电磁响应受到发射波形的影响,正演计算中还需考虑发射波形.基于重启多项式Krylov子空间模型降阶方法,本文实现了一种新的全波形瞬变电磁三维正演算法.采用规则六面体网格的拟态有限体积方法对全波形控制方程进行空间离散,引入一阶φ函数推导得到全时段响应的统一表达式,利用重启多项式Krylov子空间算法求解φ函数表达式,对于给定的重启子空间维度,基于残差公式得到满足给定精度的任意时刻的正演响应.该算法内存占用小,不需要求解大型线性方程组,内存占用主要由空间离散网格数量和重启子空间维度决定.数值模型正演结果验证了本文算法的有效性. 展开更多
关键词 瞬变电磁 三维正演 发射波形 模型降阶
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基于模型降阶的双馈风电机组虚拟同步机控制参数优化
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作者 王晓东 付腾 +2 位作者 王晓驰 刘颖明 王瀚博 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第11期210-216,共7页
针对虚拟同步机(VSG)控制的双馈风电机组(DFIG)中由模型阶数过高导致的动态性能指标和参数优化求解困难的问题,兼顾稳定性与动态性能,提出一种改进的劳斯赫尔维茨与帕德近似结合的模型降阶方法。首先,建立DFIG-VSG系统的数学模型,基于... 针对虚拟同步机(VSG)控制的双馈风电机组(DFIG)中由模型阶数过高导致的动态性能指标和参数优化求解困难的问题,兼顾稳定性与动态性能,提出一种改进的劳斯赫尔维茨与帕德近似结合的模型降阶方法。首先,建立DFIG-VSG系统的数学模型,基于此提出一种转子电流前馈补偿解耦的双环控制策略;然后,建立DFIG-VSG并网系统的小信号模型,得到对应的高阶闭环传递函数。基于该文提出的模型降阶方法对DFIG-VSG高阶传递函数进行降阶可得到输出有功功率的二阶传递函数,并进一步通过约束动态参数与稳定裕度得出一套控制参数选取范围,在该选取范围内通过根轨迹法分析主要控制参数对DFIG-VSG并网系统的影响。在不同风速工况下,通过Matlab/Simulink仿真验证了所提方法的可行性。 展开更多
关键词 虚拟同步机 双馈风电机组 小信号模型 模型降阶 控制参数选取
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换流变阀侧套管极性反转暂态电场模型降阶 被引量:3
9
作者 王青于 楚智霖 +3 位作者 程建伟 张昊煜 刘鹏 彭宗仁 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第6期2420-2431,共12页
随着以新能源为主体的新型数字化电力系统建设,实现主设备的数字孪生体系是未来数字电网的重要发展趋势,使用模型降阶方法提高计算效率并实现快速实时仿真,是数字孪生应用于电力设备多物理场仿真领域的重要基础。为此提出了一种基于本... 随着以新能源为主体的新型数字化电力系统建设,实现主设备的数字孪生体系是未来数字电网的重要发展趋势,使用模型降阶方法提高计算效率并实现快速实时仿真,是数字孪生应用于电力设备多物理场仿真领域的重要基础。为此提出了一种基于本征正交分解(proper orthogonal decomposition,POD)法求解换流变阀侧套管极性反转暂态电场的有限元快速计算方法,应用伽辽金有限元数值计算方法编程建立了换流变阀侧套管暂态电场刚度矩阵,提出了换流变阀侧套管芯体铝箔极板悬浮电位边界设置的强加虚拟齐次边界条件与稀疏矩阵联合的算法,通过矩阵奇异值分解对处理后的矩阵进行了主成分提取,构建了换流变阀侧套管电场降阶模型。研究结果表明,采用模型降阶方法得到的套管电场分布与商用软件计算的结果相近,同时,采用轻量化模型计算套管电场分布所需时间被大幅缩减,验证了模型降阶方法具有较高的准确性和计算效率,证明了采用模型降阶方法实现套管这种电力设备电场的快速计算和实时仿真的可行性。 展开更多
关键词 换流变阀侧套管 极性反转电场 本征正交分解 模型降阶 快速计算
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基于交替方向隐式平衡截断法的直驱风电场次同步振荡分析的模型降阶研究 被引量:3
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作者 王进钊 严干贵 刘侃 《发电技术》 CSCD 2023年第6期850-858,共9页
研究了直驱风电场次同步振荡分析的降阶模型,提出了基于交替方向隐式(alternating direction implicit,ADI)的平衡截断方法。首先,根据直驱式永磁同步风电机组的数学表征搭建风电场的数学模型,采用ADI方法迭代求解李亚普诺夫方程,得到... 研究了直驱风电场次同步振荡分析的降阶模型,提出了基于交替方向隐式(alternating direction implicit,ADI)的平衡截断方法。首先,根据直驱式永磁同步风电机组的数学表征搭建风电场的数学模型,采用ADI方法迭代求解李亚普诺夫方程,得到可控的格莱姆矩阵与可观的格莱姆矩阵;然后,采用平衡截断的方法得到降阶模型;通过对比全阶模型与降阶模型的时域仿真波形、Bode图、计算耗时以及次同步振荡模式,验证了方法的有效性。仿真结果表明,降阶模型与全阶模型具有很好的一致性,同时计算速度提高,降阶阶数大大降低。 展开更多
关键词 直驱风电场 交替方向隐式(ADI) 次同步振荡 模型降阶 平衡截断法
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基于切换线性系统平衡实现的Boost变换器模型降阶 被引量:1
11
作者 吴兵 王学梅 康龙云 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第7期67-76,共10页
针对电力电子系统经线性化处理后可看成具有多个线性子系统的切换线性系统的模型降阶问题,提出了一种切换线性系统的模型降阶方法。对切换线性系统若直接采用传统线性系统模型降阶法降阶,将无法保证降阶后系统的稳定性和保留原系统的主... 针对电力电子系统经线性化处理后可看成具有多个线性子系统的切换线性系统的模型降阶问题,提出了一种切换线性系统的模型降阶方法。对切换线性系统若直接采用传统线性系统模型降阶法降阶,将无法保证降阶后系统的稳定性和保留原系统的主要特征。首先依据切换线性系统平衡实现理论得到的模型降阶方法,对切换线性子系统的可控和可观格莱姆矩阵分别取平均,得到一个新的平衡变换矩阵;然后以平衡变换矩阵对子系统分别进行平衡变换得到新的平衡系统;再根据平衡系统的Hankel奇异值大小,保留平衡系统中的关键状态变量进行平衡截断,得到降阶后的系统。最后以含寄生参数的Boost实际电路为例,基于所提降阶算法建立其降阶模型,通过仿真分析验证了所提降阶算法的有效性与准确性。 展开更多
关键词 电力电子变换器 切换线性系统 平衡实现 格莱姆矩阵 Hankel奇异值 模型降阶
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非比例阻尼结构谐响应分析的自适应模型降阶方法 被引量:1
12
作者 李玉韦 魏晓 +3 位作者 曹航 柏汉松 王博 郝鹏 《固体火箭技术》 CAS CSCD 北大核心 2023年第3期352-358,共7页
针对非比例阻尼结构谐响应分析效率低的问题,开展了基于二阶Arnoldi算法的模型降阶方法研究,提出一种基于二分法和交叉验证策略自适应确定展开频点数目和标准正交基阶数的方法,以较少计算量建立了高保真降阶模型,实现非比例阻尼结构响... 针对非比例阻尼结构谐响应分析效率低的问题,开展了基于二阶Arnoldi算法的模型降阶方法研究,提出一种基于二分法和交叉验证策略自适应确定展开频点数目和标准正交基阶数的方法,以较少计算量建立了高保真降阶模型,实现非比例阻尼结构响应的高精度计算。通过阻尼涂层板和网格加筋筒壳的谐响应分析算例验证了自适应降阶策略的有效性;数值结果表明,自适应降阶模型预测结构动柔顺度相对误差较小,相比模态叠加法和模态加速度法具有更高的计算精度和效率。 展开更多
关键词 非比例阻尼结构 Arnoldi算法 自适应模型降阶
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线性离散时变系统的离散Walsh函数模型降阶
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作者 唐升国 蒋耀林 王兆鸿 《计算机仿真》 北大核心 2023年第7期373-377,共5页
为解决线性离散时变系统的模型降阶问题,提出两种基于离散Walsh函数的模型降阶方法:方法1,采用递推法得到线性离散时变系统状态方程的解,并由此得到状态变量的离散Walsh函数系数矩阵,借助所得系数矩阵构造正交投影矩阵,进而得到降阶系... 为解决线性离散时变系统的模型降阶问题,提出两种基于离散Walsh函数的模型降阶方法:方法1,采用递推法得到线性离散时变系统状态方程的解,并由此得到状态变量的离散Walsh函数系数矩阵,借助所得系数矩阵构造正交投影矩阵,进而得到降阶系统。方法2,将系统在离散Walsh函数所构成的空间中展开,通过求解矩阵方程得到离散Walsh函数系数矩阵,由此系数矩阵和非零初值得到正交投影矩阵并构造降阶系统。理论分析表明两种方法所得降阶系统分别能够匹配原始系统一定数目的展开系数。数值算例验证了所提方法的可行性和有效性。 展开更多
关键词 线性离散时变系统 模型降阶 离散函数 系数匹配
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K-power双线性系统基于Laguerre函数的保结构模型降阶方法
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作者 金辉 肖志华 祁振中 《应用数学》 北大核心 2023年第4期929-939,共11页
针对K-power双线性系统,提出一种基于Laguerre函数的保结构模型降阶方法.该方法首先将K-power双线性系统转化为一般的双线性系统,再利用矩阵指数函数的Laguerre函数展开,计算出双线性系统交叉Gram矩阵的近似低秩因子,从而构造K-power双... 针对K-power双线性系统,提出一种基于Laguerre函数的保结构模型降阶方法.该方法首先将K-power双线性系统转化为一般的双线性系统,再利用矩阵指数函数的Laguerre函数展开,计算出双线性系统交叉Gram矩阵的近似低秩因子,从而构造K-power双线性系统各子系统相应的投影变换,进而生成该系统的近似平衡系统.然后,通过截断较小的奇异值对应的状态,得到降阶模型.该降阶过程计算高效,且具有一定的自适应性.最后,数值实验验证了算法的有效性. 展开更多
关键词 模型降阶 K-power双线性系统 LAGUERRE函数 交叉Gram矩阵
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多时间尺度电力系统的模型降阶及稳定性分析 (一)基本理论 被引量:21
15
作者 刘永强 杨志辉 +3 位作者 唐云 严正 倪以信 吴复立 《电力系统自动化》 EI CSCD 北大核心 2003年第1期5-10,共6页
在双时间尺度系统中 ,慢流形的存在性及其基本特征的研究为系统时间尺度分解及系统降阶提供了理论基础。但对于多时间尺度的电力系统模型降阶问题而言 ,还必须研究快流形的存在性及其基本特征 ,以给出固定系统慢动态的降阶条件。文中研... 在双时间尺度系统中 ,慢流形的存在性及其基本特征的研究为系统时间尺度分解及系统降阶提供了理论基础。但对于多时间尺度的电力系统模型降阶问题而言 ,还必须研究快流形的存在性及其基本特征 ,以给出固定系统慢动态的降阶条件。文中研究了慢流形的基本理论及略去快动态的条件 ,提出了系统快流形这一不变流形的存在性定理 ,并在系统初值落在快流形的条件下 ,实现系统的精确降阶。文中所得到的结果不仅为电力系统降阶奠定了理论基础 ,而且可以对电力系统的短期失稳与中。 展开更多
关键词 电力系统 多时间尺度模型 模型降阶 稳定性 慢流形 快流形
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一种非线性多时间尺度系统模型降阶方法 被引量:20
16
作者 马凡 马伟明 +4 位作者 付立军 康军 范学鑫 叶志浩 王刚 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2013年第16期162-170,5,共9页
基于奇异摄动理论和非线性系统稳定域边界二次近似方法,推导出非线性多时间尺度系统忽略快动态降阶时,降阶前后系统稳定性的一般规律。通过将原系统稳定裕度指标在奇异摄动参数处进行高阶泰勒级数展开,给出定量预测降阶系统稳定裕度指... 基于奇异摄动理论和非线性系统稳定域边界二次近似方法,推导出非线性多时间尺度系统忽略快动态降阶时,降阶前后系统稳定性的一般规律。通过将原系统稳定裕度指标在奇异摄动参数处进行高阶泰勒级数展开,给出定量预测降阶系统稳定裕度指标的表达式。在此基础上,提出一种非线性多时间尺度系统模型降阶方法,该降阶方法能保证降阶前后系统的稳定性一致。运用该降阶方法,对某交直流电力系统的数学模型进行了忽略快动态降阶研究。降阶前后系统的时域仿真结果证明所提出降阶方法是有效的,能为交直流电力系统的动态特性分析提供简化模型。 展开更多
关键词 非线性多时间尺度系统 模型降阶 奇异摄动理论 稳定域边界 二次近似
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双时间尺度电力系统动态模型降阶研究(一)——电力系统奇异摄动模型 被引量:26
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作者 刘永强 严正 +1 位作者 倪以信 吴复立 《电力系统自动化》 EI CSCD 北大核心 2002年第18期1-5,共5页
电力系统是一个多时间尺度的大规模非线性系统 ,其稳定性分析非常复杂。为提高稳定计算的效率 ,对复杂的电力系统模型进行化简 ,以实现系统化降阶非常必要。文中以电力系统物理电路为基础 ,导出了一个计及电磁快动态的电力系统奇异摄动... 电力系统是一个多时间尺度的大规模非线性系统 ,其稳定性分析非常复杂。为提高稳定计算的效率 ,对复杂的电力系统模型进行化简 ,以实现系统化降阶非常必要。文中以电力系统物理电路为基础 ,导出了一个计及电磁快动态的电力系统奇异摄动模型。推导中 ,以感应电动机并联线性阻抗为负荷模型 ,并考虑了线路充电电容与负荷补偿电容。该模型是一个标准的双时间尺度模型 。 展开更多
关键词 双时间尺度 电力系统 动态模型降阶 奇异摄动模型 电磁暂态 电力系统稳定性 非线性分析 微分代数方程
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功能梯度材料动力学问题的POD模型降阶分析 被引量:14
18
作者 郑保敬 梁钰 +2 位作者 高效伟 朱强华 吴泽艳 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2018年第4期787-797,共11页
为了快速分析非均质材料结构在复杂载荷作用下的动态响应,提出一种模型降阶方法,只需计算结构在简单均质材料情况下的动力学问题,进而用其计算结果对非均质材料结构进行分析.首先,采用结构内部任意一点处的材料参数值作为整个结构的材... 为了快速分析非均质材料结构在复杂载荷作用下的动态响应,提出一种模型降阶方法,只需计算结构在简单均质材料情况下的动力学问题,进而用其计算结果对非均质材料结构进行分析.首先,采用结构内部任意一点处的材料参数值作为整个结构的材料参数,利用有限元分析软件计算该均质材料结构在动态载荷作用下的位移场建立数据库,该数据库包含计算模型各个节点(自由度为N)在某时间段内L个时刻的位移;其次,对数据库中的信息按照时间离散的特定方式组集成瞬像矩阵,并利用特征正交分解方法对其进行分解,得到该模型的L个特征正交基底,选取其中能反应模型主要特征的H个(其中H<L?N)作为一组最优基底,通过这组基底建立模型的低阶离散控制方程;最后,求解低阶离散微分方程组,得到功能梯度材料结构在复杂载荷作用下的位移场.文中分别给出二维和三维算例,比较了降阶模型和全阶模型计算结果,验证了该方法的有效性,并且计算效率能提高1~2个数量级. 展开更多
关键词 特征正交分解 模型降阶 动力响应 功能梯度材料
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多频可控源电磁法三维有理函数Krylov子空间模型降阶正演算法研究 被引量:12
19
作者 周建美 刘文韬 +2 位作者 刘航 李貅 戚志鹏 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2018年第6期2525-2536,共12页
本文采用有理函数Krylov子空间模型降阶算法实现了同时求解多频可控源电磁法三维正演响应的快速计算.首先采用基于Yee氏交错网格的拟态有限体积法实现控制方程的空间离散,将任意频率的电场响应表示为关于频率参数的传递函数.采用有理函... 本文采用有理函数Krylov子空间模型降阶算法实现了同时求解多频可控源电磁法三维正演响应的快速计算.首先采用基于Yee氏交错网格的拟态有限体积法实现控制方程的空间离散,将任意频率的电场响应表示为关于频率参数的传递函数.采用有理函数Krylov子空间算法求解该传递函数.针对构建m维有理函数Krylov子空间需要求解m次(几十到上百)关于有理函数极点和离散控制方程系数矩阵的线性方程组的问题,本文提出采用单个重复极点的有理函数Krylov子空间模型降阶算法,结合直接法求解器PARDISO,采用Gram-Schmidt方法,只需要1次系数矩阵分解和m次矩阵回代即可实现有理函数Krylov子空间的构建,极大地减少了计算量.针对最优化有理函数极点选取问题,本文根据传递函数的有理函数Krylov子空间投影算法的误差分析理论,引入关于单个重复极点的收敛率函数,通过求解有理函数的最大收敛率直接给出最优化的单个重复极点公式.最终实现了不同发射频率的可控源电磁法三维正演响应的快速计算.分别计算了典型层状模型多发射频率的CSAMT和海洋CSEM的正演响应,通过与解析解的对比验证了本文算法在多发射频率正演的计算精度和计算效率;并通过一个三维海洋CSEM勘探设计最优化发射频率和接收区域选取的例子进一步说明本文算法的优点. 展开更多
关键词 可控源电磁法 三维正演 多频 有理函数Krylov子空间 模型降阶
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基于平衡截断方法的高超声速飞行器模型降阶 被引量:8
20
作者 尤明 宗群 +2 位作者 曾凡琳 陶阳 徐锐 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第6期795-800,共6页
本文提出了一种适用于高超声速飞行器数学模型的模型降阶方法.该方法采用基于奇异值分解的投影技术,对高阶的高超声速飞行器数学模型进行平衡变换,进而通过截断获得低阶的微分方程,方便控制器的设计,达到模型降阶的目的.相比于传统的只... 本文提出了一种适用于高超声速飞行器数学模型的模型降阶方法.该方法采用基于奇异值分解的投影技术,对高阶的高超声速飞行器数学模型进行平衡变换,进而通过截断获得低阶的微分方程,方便控制器的设计,达到模型降阶的目的.相比于传统的只适用于稳定系统的模型降阶方法,本文提出的模型降阶方法通过右互质分解可以应用于不稳定的系统的模型降阶.为了证明该模型降阶方法的准确性,本文通过平均灰色关联系数的计算,给出基于时域分析的定量验证结果.仿真部分成功应用该方法对美国空军实验室提出的弹性纵向模型实现了降阶,证明了该方法的有效性. 展开更多
关键词 高超声速飞行器 模型降阶 平衡截断 右互质分解 模型验证
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