压电爬行平台高精度步长控制调速方法

压电爬行平台是实现微纳尺度运动控制的重要执行器,其调速精度直接影响定位的准确性.然而,压电爬行平台在开环调速中常采用频率控制调速方法,并未考虑压电致动率相关特征对单步步长的影响,因此导致压电爬行平台的速度公式失准,使运动的定位精度受到损害.为解决此问题,本文提出高精度步长控制调速方法.该方法能够结合速度公式,在定频率下使用电压-单步位移特性对步长精准建模,通过调节切向压电叠堆的电压信号峰峰值控制步长大小,从而忽略率相关特征的影响,满足压电爬行平台调速精度需求.实验证明,在压电爬行平台的倍速控制对比中,高精度步长控制调速方法的控制效果显著优于传统频率控制调速方法.在2.0秒定时长的终点位置处,两组对照实验的开环定位误差率分别从9.642%和17.01%减小至0.282%与0.729%.

连续潮流参数选择及步长控制的分析与改进

从算法原理及数值计算规律角度,分析了连续潮流(CPF)含参数方程解曲线在转折点附近校正过程中迭代不收敛的原因。由此,在预测切向量规格化基础上,提出改进局部参数化方法的参数选择策略,以减少局部参数化方法在校正过程中不收敛的可能性,从而提高CPF计算的鲁棒性。针对变步长算法在实际工程应用中遇到的初始参数需经试算才能确定的问题,以校正过程中迭代次数为主要参量,提出自适应变步长算法。通过对IEEE 39节点电网以及山东电网2010年冬季典型方式的算例分析,对改进算法进行了有效性验证。

一种改进的步长控制连续性潮流计算方法

提出了一种改进的步长控制连续性潮流计算方法。在传统连续性方法的基础上,根据预测环节中得到的信息,自动选取合适的步长,从而确保系统内的各控制元件能够按照实际的顺序进行调节,在保证计算结果正确性的基础上,又能兼顾到计算速度。对568母线系统的计算表明该算法能够有效地控制步长,在保证计算结果准确性的前提下具有较高的计算效率。

矢量化动态最优潮流计算的步长控制内点法实现

实现动态最优潮流(dynamic optimal power flow,DOPF)的矢量化计算。通过将同类型、同时段的优化变量集中排列,建立动态最优潮流的矢量化模型,并采用步长控制内点法进行求解。各时段的梯度矩阵和海森矩阵具有与导纳矩阵相关的稀疏特性,在计算过程中保持不变。通过设计稀疏矩阵结构和内存分配策略提高Karush-Kuhn-Tucker(KKT)系统的形成速度。分析爬坡约束和购电量合同约束对求解KKT系统的影响,对比测试多个优化排序算法,指出近似最小度(approximate minimum degree,AMD)和列近似最小度(column approximate minimum degree,COLAMD)算法求解该模型KKT系统具有很高的效率。对节点数从14到1040共5个测试系统12～96时段的DOPF模型进行仿真计算,验证所提算法的正确性和高效性。基于步长控制内点法的矢量化方法提高了DOPF程序的计算速度和收敛性。

基于Taylor级数法动态步长控制的暂态能量函数法

势能边界面PEBS(PotentialEnergyBoundarySurface)法是暂态能量函数法的一种,将Taylor级数法暂态稳定计算的动态步长控制应用到PEBS法中,可以大步长的模拟持续故障轨迹,减小模拟区间数,提高计算效率,同时也可以满足计算精度的要求。计算结果表明,Taylor级数法暂态稳定计算的动态步长控制有效地提高了PEBS法的解算效益。

基于多项式回归分析的连续潮流计算自适应步长控制策略

为提高连续潮流计算效率,增强算法适用性,针对预测-矫正过程的步长控制方法提出了改进策略。在基准点处潮流数值解的基础上,利用雅克比矩阵计算反映系统变量变化的切向预测量。选择切向量中模值最大分量所对应的变量为最优参量,选择连续潮流预测-矫正步中前后关联的3组计算数据为分析对象,对功率增长参数与最优参量之间的非线性关系进行多项式回归分析。依据回归分析所得到的多项式回归系数,构建自适应的连续潮流步长控制策略。基于IEEE 14节点测试系统的算例分析表明有效改进了算法的计算效率,并以点对点的静态电压稳定鞍结分岔点计算为例验证了其实用性。

归一化子带自适应滤波器步长控制

定步长子带自适应滤波器必须在快的收敛速度和低的稳态失调之间进行折中。根据自适应滤波器系数向量均方偏差与步长之间的函数关系,该文采用使自适应滤波器系数向量均方偏差在每次迭代更新时最速下降的方法,提出一种步长控制算法来解决上述问题。该算法可以兼得快的收敛速度和低的稳态失调。实验结果验证了该方法的有效性。

基于步长控制的铣削稳定性预测全离散法

基于控制离散步长来保证预测精度的思想,提出了一种改进的用于预测铣削稳定性叶瓣图的时域全离散法。一直以来,铣削工艺系统的动力学过程被看作带有单个延时反馈量的周期性线性系统,其数学模型是无限维时滞微分方程组。全离散法在一个周期内将时滞微分方程离散为有限个常微分方程,求解前后两步的状态转移矩阵,继而得到一个完整周期内的状态转移矩阵。在选定的转速范围内循环求解过程中,通过控制离散步长小于设定值来达到提高低转速条件下全离散法的收敛率的目的。通过仿真和切削实验,证明方法具有较高的预测精度和计算效率。

Volterra方程数值解中带自适应步长控制的Runge-Kutta方法(英文)

在本文中我们构造了解第二类Volterra方程的一般Runge-Kutta方法,并且研究了第二类Volterra方程数值解法的自适应步长控制。

一种基于自适应步长控制与组合参数化的改进连续潮流计算方法

提出了一种可以完全跟踪光伏(PV)曲线斜率变化的自适应变步长算法,并在理论上比较分析了所提变步长法与常规变步长法的灵敏度特性,通过分析发现,所提变步长法具有更优的自适应性,在保证连续潮流计算精度的同时,大幅降低了计算时间。提出了一种组合参数化法,即在PV曲线的不同区域采用不同的参数化法,同时在PV曲线追踪过程中设置参数化切换断点,并以校正不收敛作为组合切换判据。基于IEEE标准节点系统的计算结果验证了所提自适应变步长算法与组合参数化法的有效性与优越性。

基于功率预测的改进型变步长控制在光伏MPPT中的应用

设计出一种基于功率预测的改进型变步长MPPT控制算法。新算法采用功率预测原理防误判,同时提出一种新的步长参数F(P'(U))代替P'(U),理论分析了所提参数函数,可有效弥补传统变步长算法步长参数P’(U)数学特性方面的不足。

二维三温流体力学计算中时间步长的自动控制

研究了二维三温流体力学计算中时间步长的控制问题,提出了控制时间步长的多种约束条件:既考虑了显式流体力学离散方程的CFL(Courant-Friedrichs-Lewy)条件,又考虑了隐式三温能量方程温度的相对变化,还考虑了Lagrange网格密度(或体积)的相对变化以及三温能量方程的迭代次数等.在计算过程中这些约束条件可以随时自动地改变时间步长,以最经济和合理的时间步长完成计算.最后给出了数值实验结果.

WCDMA中变步长功率控制过程

本文提出了一种可应用于WCDMA中的变步长功率控制策略 ,这种功控策略根据TPC命令的“历史” ,将功率控制过程划分为Markov状态 ,分析信道衰落步长的概率密度 ,每一状态对应一个确定的步长值 ,从而可以确定功率控制步长集中的步长数 ,我们选用概率密度最大的数值 ,同时考虑硬件可以分辨的最小步长在 0 .5dB左右 ,确定步长集 .再用仿真的方法 ,确定状态和步长的对应关系 .发射机依据当前的TPC命令决定应该增大还是减小发射功率 ,依据当前TPC命令和“历史”上的TPC命令选择合适的功率步长 。

基于使用寿命模型的大容量电池储能系统变步长优化控制方法

大容量电池储能系统(BESS)配合风电场调度可以提高风电场的可调性。为了研究延长BESS使用寿命的控制方法,建立了多因素聚合寿命模型,该模型考虑了大容量BESS的串并联特性和充放电特性,能够反映充放电倍率、控制步长、充放电次数和温度等多种因素对电池老化的影响。讨论了BESS控制步长和调度周期对BESS使用寿命和并网跟踪性能的影响,提出了BESS的变步长优化控制方法。设计了模糊变步长控制器,根据当前BESS的充放电倍率和跟踪性能指标实时调节控制步长。算例仿真表明,所提模糊变步长优化控制方法结合了大步长下使用寿命长和小步长下跟踪性能好的优点,并网功率能够较好地跟踪调度指令,实现了风电场的可调性,同时提高了BESS的使用年限。

基于次级通道在线辨识变步长主动隔振控制算法研究

针对主动隔振中次级通道存在的时变特性和传统在线辨识方法导致的主动隔振效果较差问题,提出了一种基于次级通道在线辨识的变步长主动隔振控制算法。通过附加高斯白噪声对次级通道实时建模,同时引入功率因子在设定范围内对主动控制迭代步长和白噪声功率进行调整,并搭建了单通道主动隔振实验平台,仿真和实验研究结果表明:所提算法降低了计算量,有效解除了主动控制和通道建模的耦合;可对具有时变特性的次级通道进行快速准确建模,提高了收敛速度和控制精度,对双频激励取得了显著的控制效果。

WCDMA系统中变步长功率控制策略

提出了一种宽带码分多址接入系统闭环快速变步长的功率控制策略 ,根据 TPC命令的“历史”,将功率控制过程划分为 Markov状态 .分析了信道衰落步长的概率密度 ,每一状态对应一个确定的步长值 ,从而可以确定功率控制步长集中的步长数 .本文选用概率密度最大的数值 ,同时考虑硬件可以分辨的最小步长约为 0 .5 d B,以确定步长集 .用仿真的方法确定状态和步长的对应关系 .发射机依据当前的 TPC命令决定应该增大还是减小发射功率 ,依据当前 TPC命令和“历史”上的 TPC命令选择合适的功率步长 。

一种混合多策略改进的麻雀搜索算法

针对麻雀搜索算法SSA求解目标函数最优解时具有过早收敛、在多峰条件下易陷入局部最优和在高维情况下求解精度不足等问题,提出了一种混合多策略改进的麻雀搜索算法MISSA。考虑到算法初始解的质量很大程度上会影响整个算法的收敛速度与精度,引入精英反向学习策略,扩大算法的搜索区域,提升初始种群的质量和多样性;对步长进行分阶段控制,以提高算法的求解精度;通过在跟随者的位置中加入Circle映射参数与余弦因子,提高算法的遍历性与搜索能力;采用自适应选择机制在麻雀个体位置更新中加入Lévy飞行,增强算法寻优和跳出局部最优的能力。将改进后的算法与麻雀搜索算法及其他算法在13个测试函数上进行对比,并进行Friedman检验。实验结果表明,改进后的麻雀搜索算法能够有效提高寻优精度与收敛速度,并在高维问题中也具备较高的稳定性。

求解病态线性方程组的自动控制步长法

在Wilkinson迭代法的基础上,采用嵌入式的欧拉公式和二阶R-K方法,构造了求解病态线性方程组的迭代格式,讨论了其步长的确定,对迭代格式从hn是一个常量和hn是一个变量两个方面,证明了其收敛性,并验证了算法的有效性。

一种新的变步长自适应最小均方算法

提出了一种根据滤波器系数梯度差值的自相关来计算步长的新的变步长自适应LMS算法。分析了算法的收敛性能和稳态特性,给出了算法参数选择的原则。由实验验证了该算法具有良好的收敛性能和跟踪特性,特别是在输入信号相关的情况下,该算法显示出比标准LMS算法和其它变步长算法的优异性能。

频率跟踪的超声波电源研究与设计

为了解决换能器在工作过程中谐振频率漂移的问题,对换能器的等效电路模型以及匹配网络进行了研究,分析了换能器谐振点的特性,提出了一种基于双路电流信号的谐振频率跟踪的控制方法。该方法通过采样两路电流信号的有效值以及相位,计算出系统状态,并通过变步长控制对电源输出电压频率进行调整。利用示波器检测系统的追踪效果,实验结果表明,基于该方法设计的超声波电源能够在负载动态变化时快速对频率跟踪,且跟踪精度达到1 Hz。