基于迭代和扰动观测的间隙实时补偿控制研究

针对电动伺服加载系统中传动间隙对加载力的影响,提出了一种基于迭代学习和非线性扰动观测器的滑模控制策略(SMC-ILC&NDOB)。通过迭代算法对传动间隙进行估计,同时利用扰动观测器对间隙的估计值进行补偿,在此基础上设计滑模控制器实现间隙的在线补偿,并根据Lyapunov稳定性定理证明了整个闭环控制系统的稳定性。借助MATLAB/Simulink软件对电动伺服加载系统和控制器进行仿真实验,对PID算法和基于迭代算法和扰动观测器的滑模控制方法进行对比。结果显示基于迭代学习和扰动观测器的滑模控制方法对传动间隙有着不错的补偿效果并拥有较好的鲁棒性。

基于现行抗震规范的胡聿贤模型参数研究

回顾了地震地面加速度随机过程模型,根据随机振动理论采用迭代方法求解出与我国现行《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001)设计反应谱相对应的功率谱密度函数,选用胡聿贤功率谱密度函数拟合上述功率谱密度函数,运用非线性拟合技术给出了与规范对应的胡聿贤功率谱参数,可供这种模型作为地震地面运动输入时选用。

利用奇异值分解的鲁棒盲信源分离

利用Amari等提出的估计函数分析了在最小化非线性主分量标准的意义上分离矩阵的最优解,将其描述为归一化的输入与非线性输出的互相关,提出了一种采用奇异值分解的鲁棒盲信源分离方法.该方法将分离矩阵的估计解释为一种非线性的能量迭代问题.在求解过程中对能量项进行了奇异值分解,从而避免了归一化矩阵的求逆以及计算平方根问题,减小了运算量.由于使用了能量项的正定逆平方根来归一化分离矩阵,因此提高了算法的鲁棒性,并且在每一步迭代中都能使分离矩阵保持正交.实验仿真验证了算法的性能.

改进粒子群算法及其在输电网规划中的应用

根据粒子群算法收敛性受初始粒子分布影响较大的特点,结合非线性单纯体法(nonlinear simplex method NSM),提出了一种粒子群初始化方法。该方法克服了随机初始化粒子时不能保证粒子合理分布的缺点,对提高初始粒子质量、加速 PSO 算法的收敛速度起到了有效的作用;同时分析了罚函数形式的适应度函数使迭代过程产生振荡的现象,根据对偶拉格朗日法,提出了一种交叉迭代法,克服了罚函数法的不足。最后通过算例证明了这 2 种方法应用于电网规划的有效性和正确性,为 PSO 算法的进一步改进拓展了思路。

非迭代查找表预失真新方法

提出一种新的非迭代查找表预失真方法,该方法采用改进型的查找表预失真器,根据输入的同相和正交(IQ)信号及查找表的值,经过乘加运算后就可直接得到预失真处理后的IQ两路输出,避免了坐标转换所带来的附加计算,使预失真器的结构更简单,计算量更低,并结合单路反馈技术,降低了预失真系统硬件成本。仿真结果证明:该方法是正确的,能很好的抑制带内和带外失真,达到了比较好的预失真线性化效果。

非线性系统响应功率谱密度的小波-Galerkin方法

发展了广义谐和小波在确定非线性系统随机动力响应中的应用。首先,利用周期广义谐和小波展开非线性动力微分方程,并考虑小波的联系系数后,可将动力微分方程转化为一组非线性代数方程。其次,利用Newton迭代法数值解答了非线性代数方程,得到了非线性动力响应的小波变换。最后,根据响应时变功率谱与各阶小波变换之间的关系,计算求得了非线性动力响应的功率谱密度。数值模拟显示了本文建议方法与Monte Carlo模拟之间的吻合程度。

卫星通信中16APSK调制下带有记忆性的后置预失真算法

针对卫星星载功率放大器工作在饱和区域所造成的卫星传输信号非线性特性,以及传统的前置预失真器由于延时、高阶信号调制等原因,不能完全消除功率放大器的非线性影响与记忆效应。提出了一种可用于多幅度高阶信号调制的后置预失真器算法,该算法通过建立多变量矩阵后置预失真器来消除功率放大器的非线性影响和记忆性影响。从误码率、功率谱和星座图3个方面对所设计的后置预失真器进行性能分析,仿真结果表明后置预失真器可以有效消除高阶调制信号的非线性影响和记忆性影响,在实际应用领域拥有较高的价值。

未知地震激励下结构恢复力及质量非参数化识别

地震作用过程中结构恢复力是描述结构损伤发生发展过程定量描述的基础,更有助于描述结构在地震中破坏模式的演化。该文研究地震激励下结构部分质量及动力响应信息未知时,结构非线性恢复力、质量以及未知加速度时程的非参数化识别方法。首先,根据部分已知动力响应测量和质量信息,识别地震加速度时程。随后,利用记忆衰退全局加权迭代扩展卡尔曼滤波算法,引入幂级数多项式表征结构恢复力,实现了结构质量与非线性恢复力的非参数化识别。将具有非线性恢复力的磁流变阻尼器中引入到一个剪切型多自由度结构构成非线性系统,考虑测量噪声的影响,通过数值模拟验证了在噪声及较大质量初始误差情况下该方法识别结构质量、非线性恢复力及地震动加速度时程的识别效果。

一种改进的判别负载电流状态算法

鉴于基于动态迭代步长的判别负载电流状态算法存在的问题,研究了不考虑定义2的基于动态迭代步长的判别负载电流状态算法;针对仿真发现的该算法存在的两个问题。针对此算法存在的这两个问题提出了改进的基于动态迭代步长的判别负载电流状态算法。此改进算法在不考虑定义2的基于动态迭代步长的判别负载电流状态算法的基础上,通过简单的计数判断就能够非常准确地判定负载电流状态,误判率非常小。理论分析,仿真和实验都证实了该改进算法的有效性。

并联有源滤波器的迭代学习控制方法及其设计(英文)

在系统存在非线性负载下,谐波电流呈现激烈波动并存在许多不连续点,对有源滤波器设计高性能的电流跟踪控制器是非常重要的。基于传统设计的控制器,在不连续点处性能有限,同时要求控制器增益高,但高增益控制器易引起系统的高频振荡甚至不稳定。由于在非线性负载下所需补偿的谐波电流为周期性,利用迭代学习控制的学习特性,设计三相并联有源滤波器,可以有效的避免控制器的高增益现象,同时提高电流追踪性能,大大减小了谐波总畸变率,功率因素也得以提高。实验制作的以DSP为控制CPU实现迭代学习控制器的系统中,运行结果表明本文方法效果良好。

基于非线性迭代的开关功率变换器仿真

开关功率变换器仿真的关键是精确确定开关元件换相的时刻,而一般开关函数为超越方程,很难求得其解析解。采用将超越方程转化为微分方程,然后利用微分方程的数值解法求取超越方程的零点,同时用精细历程积分法求取方程的指数矩阵。相对传统方法,非线性迭代法具有收敛范围宽、求解精度高、求解过程不需要使用导数,迭代效率高的优点。典型开关功率变换器仿真实例表明了该方法的正确性及迭代效率,是开关电路仿真的一种新思路。

基于改进的分形理论的短期电力负荷预测

为提高负荷预测结果的精度,设计了一种基于改进的分形理论的短期负荷预测模型。选取与实测日气象数据相似的日期作为基准日,对其进行重标极差法分析,从而确定其具有分形的特征,根据分形插值区间计算迭代压缩因子和确定迭代函数系统(IFS:Iterative Function System)建立实测日的分形插值函数,通过移动平均函数对数据进行处理,利用最小二乘法(OLS:Ordinary Least Square)建立数据拟合方程,将时间数据带入拟合方程中计算预测数据。经过仿真对比实验,改进后的比改进前的预测模型预测的负荷数据平均绝对百分比误差(MAPE:Mean Absolute Percentage Error)下降了0.26,证明了改进分形理论的短期电力负荷预测模型可以有效提高负荷预测结果的准确性。

结合半正定规划和非线性规划模型的OPF混合优化算法研究

以内点法求解最优潮流(optimal power flow,OPF)的经典非线性规划模型已得到广泛应用,但无法保证解的全局最优性。而求解OPF的半正定规划模型,在一定条件下能获得全局最优解,但存在计算时间长和可能无法获得可行解的缺点。因此,文中提出一种结合非线性规划和半正定规划模型两者优势求解OPF问题的混合优化方法,以实现在更短的时间内获得全局最优解。首先,提出验证由内点法求解OPF非线性规划模型(nonlinear programming,NLP)所得解是否为全局最优的充分条件。若非全局最优,则基于OPF的半正定规划模型给出由该局部最优解出发的下降方向,并通过步长控制得到新的初值,交由内点法重新求解OPF的非线性规划模型。算例测试结果表明,该算法在避免求解完整半正定模型需耗费大量时间的同时,能够有效跳出非线性规划模型的局部最优解,收敛到全局最优解或更优的解。

交直流混合配电网区间潮流等效算法

为定量分析间歇式分布式电源、随机性负荷等不确定因素对交直流配电网电压不确定水平的影响,该文提出一种交直流混合配电网区间潮流等效算法。首先,分别针对交流配电网与直流配电网在拓扑与运行方面的特殊性,给出了交、直流配电网区间潮流确定性等效的充分条件及其数学证明。然后,针对交直流混合配电网,进一步将交、直流区间潮流转化为非线性规划问题,并结合确定性等效与交替迭代法,设计了适用于交直流混合配电网等效区间潮流的算法流程。最后,基于IEEE 33节点系统扩展的交直流混合配电网,检验了区间潮流确定性等效及其充分条件的正确性与准确性,并通过换流站多种控制模式下的蒙特卡罗随机潮流验证了交直流混合配电网区间潮流等效算法的准确性与优越性。

基于非诚实牛顿法和雅可比迭代的电力系统时域计算隐式梯形积分交替求解算法

基于隐式梯形积分的交替求解法由于数值稳定性好,计算简单,广泛应用于电力系统暂态稳定计算,但其收敛性与计算效率之间存在权衡问题。该文分析交替求解法的迭代收敛过程,提出基于雅可比迭代的交替求解算法。该算法在求解非线性代数方程组时引入雅可比矩阵,提高算法迭代收敛性;利用非诚实牛顿法(very dishonest Newton method,VDHN)更新雅可比矩阵,减少计算复杂度。同时,该算法在求解线性代数方程组时,采用雅可比迭代法,提高计算效率。基于IEEE标准16机68节点系统,对比分析原始交替求解法、改进交替求解法、VDHN直接法和所提方法的正确性、迭代收敛过程及计算效率,证明所提方法的优越性。

能效优先的用户关联与功率控制协同优化机制

在异构蜂窝网络中,针对系统的能效提出了一种基于效用函数最大化模型的用户关联与功率控制协同优化方案,该方案表示为非线性混合整数问题。为了求得该问题的最优解,设计了一种迭代算法,首先将原问题转换为带参数的多项式形式的问题,在外层循环利用Dinkelbach方法求得最佳的能效因子,然后在内层循环分别求得最佳的用户关联矩阵和传输功率。最终实验结果表明,用户关联与功率控制协同的优化方案在能效和负载平衡方面比固定功率条件下的用户关联策略的性能更优。

映射分裂方法及其在电力系统分析中的应用

为了求解复杂的非线性代数方程组，将线性代数方程组的矩阵分裂法推广至非线性方程组，提出了映射分裂法。该方法将复杂的非线性方程组的求解转化为一系列较简单的方程组的迭代求解问题，降低了解题复杂度。给出了映射分裂法的收敛性分析理论。介绍了映射分裂法在电力系统分析领域的应用成果，其中包括在潮流计算、状态估计和全局电力系统仿真建模中的应用。算例表明，各种基于映射分裂法提出的实用算法计算性能良好。