基于二阶罚函数自适应变阶拟合的全局电网惯量时空感知

随着传统同步发电机逐步被新能源发电替代,电力系统惯量不断降低,惯量时空评估对保障系统安全稳定运行愈加重要。首先,提出了基于二阶罚函数自适应变阶拟合的全局电网惯量时空感知方法;其次,基于同步相量测量单元(PMU)准确估测系统各空间节点的频率变化率及功率变化,采用二阶罚函数对PMU监测数据进行预处理,并对每段拟合数据的处理过程加以自适应变阶拟合;最后,通过两种方法的结合,可实现对电力系统广义节点惯量的时空感知。通过仿真案例分析,验证了所提方法在大、小扰动工况下对惯量时空评估的准确性及适用性。

变阶Allen-Cahn方程的有限差分及收敛性分析

以泊松方程的形式表达的相场模型Allen-Cahn(AC)方程被广泛应用于图像处理、晶体生长、随机扰动等问题的研究中.为分析变阶Allen-Cahn方程的有限差分格式的收敛性,利用一个隐式的有限差分格式来对变阶AC方程进行离散,包含变阶Caputo导数的近似、二阶中心差分以及泰勒展开式的应用.根据盖尔定理和矩阵范数的性质证明了变阶Allen-Cahn方程差分格式的无条件稳定性和收敛性,并通过数值分析验证限差分格式的有效性.结果表明,通过算例的解析解和数值解之间的平面对比图,说明所采用的有限差分格式是可解且准确的.差分格式在时间、空间方向上是收敛的.

深度学习方法求解中子输运方程的微分变阶理论

中子输运方程是核反应堆物理分析计算的基本方程,针对深度学习技术求解输运方程因定积分项带来的困难,本文提出了微分变阶理论:将输运方程定积分项变换为对应的原函数,其他部分的角通量密度项表示为原函数高阶微分形式,从而将具有微积分形式的输运方程转换为纯粹的高阶微分方程;给出了变换后的原函数定解约束条件,以及对应的边界条件形式;构造了由原函数方程、边界条件、原函数定解、特征值约束共同形成的加权损失函数,利用深度学习使得神经网络逼近原函数;通过将原函数求导进行微分降阶,最终得到原输运方程角通量密度的数值解。针对多个平板、球几何例题进行了数值验证,获得了具有连续性特点的计算结果,证明了本文理论及相关方法的正确性,从而为中子输运方程的数值求解方法探索新的技术途径。

多轨道数字音频自适应变阶谱降噪模型构建

文中提出多轨道数字音频自适应变阶谱降噪模型构建,采用一阶高通数字滤波器预加重处理多轨道数字音频信号,以此为基础,通过最大熵谱估计算法估计数字音频信号频谱,搭建自适应变阶谱降噪模型,确定谱减阶数的自适应取值规则。将待处理的多轨道数字音频频谱估计结果输入至训练好的降噪模型中,输出结果经过逆变换即为降噪完成后的多轨道数字音频,从而实现了多轨道数字音频的自适应变阶谱降噪。实验数据显示:构建模型应用后,可以有效去除音频噪声信号,并不会缺失音频有效信息,降噪后多轨道数字音频信噪比最大值为91.25 dB,充分证实了构建模型降噪效果更佳。

直流微电网中Boost变换器的变阶次分数阶滑模控制

针对直流微电网中Boost电力电子变换器负荷侧波动频繁问题,设计一种新型变阶次分数阶非奇异终端滑模控制(variable order fractional-order non-singular terminal sliding mode control,VO-FNTSMC)策略,对负荷扰动进行精准快速的响应。主要研究该控制策略在Boost变换器启动阶段及负载变化阶段的控制效果,并将研究结果在NI PXIe-ModelingTech实验平台上以硬件在环(hardware in loop,HiL)的方式进行实验验证。结果表明:普通分数阶控制策略在分数阶微积分阶次为1时,具有抖振和输出误差较小的优势;在阶次为1.4时,具有超调量小、响应快速的优点。VO-FNTSMC融合了2个不同阶次分数阶控制器的优点,在启动阶段及负载变化阶段对输出电压都具有更快的响应速度,更小的超调量、稳态误差及滑模抖振,为分数阶控制理论应用于新能源电力电子领域提供了一种深入到变阶次的研究方法。

齐型空间中的变阶Riesz位势与变阶Lipshitz函数

在齐型空间中引入变阶Riesz位势和变阶Lipshitz函数,并研究了变阶Riesz位势的变阶Lipshitz性质.

Riesz位势型变阶分数次积分算子

本文研究Riesz位势型的变阶分数次积分的变阶Lipschitz构造性质,把文(1)关常数阶情况的两个定理推广到变阶的情况,但条件稍强于原定理.

基于AIC准则的锂离子电池变阶RC等效电路模型研究

提出一种变阶RC等效电路模型,并基于赤池信息量准则(AIC)辨识不同SOC处RC模型的最优阶数,兼顾了模型的准确度和实用性。通过脉冲充放电、恒流充放电以及自定义UDDS循环工况实验验证了该模型的有效性。变阶RC模型通过略增加模型的复杂度,能更加准确地描述锂离子电池两端陡、中间平的非线性电压特性,相对误差在1%以内,具有较高的实用价值。

基于等效黏弹性的变阶分数阶岩石损伤蠕变模型

基于分数阶Zener模型与时变黏性Zener模型之间的等效黏弹性,突出弛豫时间在岩石流变黏弹性演变过程中的重要性。当弛豫时间趋近于无穷大,蠕变过程中的黏性演变等同于松弛过程中的黏性演变,并且建立了与弛豫时间相关的损伤因子,解释了损伤因子在岩石流变变形过程的物理意义。利用弛豫时间建立分数阶变阶函数,依此构造变阶分数阶损伤蠕变模型,并且将模型推广到三向应力状态,给出三向应力状态下变阶分数阶损伤蠕变模型。最后基于砂岩的三轴蠕变试验数据,验证了三轴状态下变阶分数阶损伤蠕变模型的可应用性和合理性,试验数据与模型拟合曲线吻合度较高,可以较好地描述蠕变全过程力学行为。模型拟合参数的有效性得到分析和验证,增加了模型在其他复杂应力环境下的可应用性。

一种空间分布式变阶数自适应网络滤波算法

现有的自适应网络滤波算法大都假设未知参数向量的阶数己知且恒定,无法解决阶数未知或时变条件下的参数向量估计问题.以最小化网络均方误差为准则,提出一种空间分布式变阶数自适应网络滤波算法.该算法仅要求网络中的各节点与相邻节点进行通信,通过扩散的方式实现整个网络数据信息的融合,具有计算量小、可操作性强及估计精度高的特点.仿真表明,提出的算法能够有效地估计和跟踪未知参数向量的阶数和权值.

永磁同步电机模糊变阶次分数阶滑模控制研究

分数阶滑模控制在永磁同步电机(PMSM)中的应用得到广泛研究,但目前该类方法中分数阶次大多为常数。为了进一步提高分数阶滑模控制器的全局控制性能,提出一种新的模糊变阶次分数阶滑模控制方法。首先基于PMSM的数学模型设计了变阶次分数阶滑模速度控制器;然后通过分析不同阶次时分数阶滑模控制器的性能,获得了最优阶次的变化规律;最后构建了以速度误差为输入、阶次为输出的模糊推理规则,并设计了模糊变阶次分数阶滑模控制器。仿真结果证明所提方法在控制性能上优于常数阶次分数阶滑模控制方法。

变阶多步Taylor级数法暂态稳定并行计算

多步高阶Taylor级数法是电力系统暂态稳定分析的有效工具,但其尚未实现灵活阶数控制和并行计算技术相结合,因此Taylor级数法有待于进一步改进。基于数值稳定域理论,构造了具有较好稳定域的多步变阶Taylor级数法,并结合电力系统暂态稳定仿真计算特点,根据计算精度要求实现Taylor级数阶数的灵活控制;同时提出了结合并行技术的高阶Taylor级数的空间并行暂态稳定分析方法。New England 10机39节点算例验证了所提方法数值稳定性好,能消除固定阶数多步Taylor级数法计算冗余,和并行计算结合能有效提高暂态稳定分析效率。

一种启发式变阶直觉模糊时间序列预测模型

论文针对已有高阶模糊时间序列模型在预测精度和预测范围上的限制,结合直觉模糊集理论,提出一种启发式变阶直觉模糊时间序列预测模型。模型首先应用直接模糊聚类算法对论域进行非等分划分;然后,针对直觉模糊时间序列的数据特性,改进现有直觉模糊集隶属度和非隶属度函数的建立方法;最后,采用阶数随序列实时变化的高阶预测规则进行预测,并将历史数据发展趋势的启发知识引入解模糊过程,使模型的预测范围得到扩展。在Alabama大学入学人数和北京市日均气温两组数据集上分别与典型方法进行对比实验,结果表明该模型有效克服了传统模型的缺点,拥有较高的预测精度,证明了模型的有效性和优越性。

变宽度凸组合变阶数LMS自适应滤波算法

为了进一步改善凸组合变阶数最小均方(convex combination variable fractional tap-length leastmean square,CFTLMS)自适应滤波算法的稳态性能,在证明其稳态性能的基础上,提出了一种变宽度凸组合变阶数(variable width-CFTLMS,VW-CFTLMS)自适应滤波算法,并给出参数的选择依据。仿真结果验证了低信噪比情况下,VW-CFTLMS算法稳态性能和参数选择依据的正确性;同时该算法的稳态性能要优于CFTLMS算法,其额外均方误差相比于CFTLMS算法降低约1.8dB,具有实用价值。

改进的变阶数LMS自适应滤波算法

为了减小分数阶数变阶数最小均方算法(FTLMS)稳态滤波器阶数误差,提出了一种变误差宽度的变阶数LMS算法,并对该算法进行稳态理论分析,给出参数选择的依据.为了验证该算法性能,设置了3种仿真环境:信噪比(SNR)为20 dB、0 dB及冲击响应权系数呈稀疏分布.仿真结果表明,与FTLMS算法相比,在SNR为20 dB及冲击响应权系数呈稀疏分布仿真条件下,当收敛速度相同时,滤波器阶数稳态误差减小为10%,在SNR为0 dB时,滤波器阶数稳态误差减小为1/3.

改进的凸组合变阶数LMS自适应滤波

滤波器的参数设置和信噪比强弱会影响变阶数自适应最小均方(leastmean square,LMS)算法的性能,在噪声环境未知的情况下,变阶数LMS的稳态性能是衡量滤波器好坏的重要指标.在分析凸组合分数阶变阶数LMS自适应滤波算法稳态性能的基础上,提出一种变宽度凸组合变阶数自适应滤波算法.理论分析和仿真结果表明,在噪声环境未知情况下,所提算法相比于凸组合分数阶变阶数自适应滤波算法和变误差宽度的分数阶变阶数自适应滤波算法而言,有更好的环境自适应能力、更快的收敛速度和更好的阶数稳定性,具有实用性.

一种变迭代参数的变阶数LMS算法

介绍了基于分数阶数的变阶数最小均方算法(Fractional tap-length least mean square,FTLMS),分析算法中迭代参数对FTLMS算法收敛性能的影响。利用系统输出误差随滤波器阶数及滤波器抽头权系数迭代过程逐渐减小的特点,提出了一种新的变迭代参数的变阶数LMS算法(Variable parameter FTLMS,VP-FTLMS)。在高噪声和低噪声环境下对本文提出的算法分别进行仿真验证,并与不同的滤波器阶数迭代参数设置下的FTLMS算法相比较。仿真结果表明,与FTLMS算法相比,本文提出的VP-FTLMS算法具有更快的阶数收敛速度及更小的稳态振荡,同时获得了较小的稳态额外均方误差(Excess mean square error,EMSE)。

变阶自适应滤波器及其算法研究

提出了变阶自适应滤波器和一种变步长变阶自适应 L MS算法。通过仿真证明合适选取参数 ,该算法比单一变步长算法要优越 ,变步长变阶自适应滤波器同时具有变步长定低阶滤波器和变步长定高阶滤波器的优点。

变阶变正则化APA在回声抵消中的应用

目前仿射投影算法已成为回声抵消研究中常用的算法。针对收敛速度和稳态误差这对相互矛盾因素,提出了变正则化因子和变投影阶数相结合的新算法。通过变正则化因子和可变投影阶数的协同调节,使收敛速度和稳态误差达到相对较好的状态。摒弃后验误差为零的传统思想,将噪声的统计特性考虑到自适应过程中。推导出了算法具体的更新公式。实验结果表明改进的算法要比变阶数APA或变正则化因子APA具有较小的稳态误差和较快的收敛速度。

基于变阶次分段曲线拟合的MTPA控制

研究永磁同步电机转距优化控制问题,在矢量控制的基础上,对内置式永磁同步电机最大转矩电流比控制策略的优化实现方法进行了研究。在保证精度的前提下,针对电磁转矩与定子电流交、直轴分量的对应关系的求解问题,提出了一种变阶次分段曲线拟合算法。采用多段一阶和二阶多项式曲线逼近最大转矩电流比控制下转矩与交、直轴电流关系曲线。给出了算法模型,并在Matlab中进行了仿真验证,并与单段高阶多项式拟合效果进行了比较仿真结果表明,改进方法动态响应快、超调小、控制精度高,具有良好的动态性能和稳态性能。