考虑相位分布特征的多谐波源叠加方法

为克服随机多谐波源叠加系数计算需同步采样的技术瓶颈,提出一种考虑谐波电流相位分布特征的多谐波源叠加方法。首先,构建多谐波源叠加模型,分析谐波叠加原理及存在问题;其次,分析满足正态分布的相位角特征参数对叠加系数的影响机理,并采用蒙特卡罗法建立标准差与叠加系数的量化关系,提出考虑谐波源个体相位分布特征参数的叠加系数计算方法;最后,通过应用验证,谐波叠加结果计算误差较国标推荐方法降低了80%以上,为多谐波源叠加的工程化应用提供了新方法。

谐波叠加法在道路谱重构中的改进与应用研究

三维路面的数值模拟是车辆虚拟道路试验中的重要研究课题,而道路谱的重构与分析是其中的核心内容。谐波叠加法作为常用的道路谱重构方法,具有良好的适用性及精度。但在解决非规则分布的复杂道路问题时存在着重构精度不足以及计算效率不够等问题。为此,在原有的谐波叠加法基础上,提出基于改进谐波叠加法的道路谱重构方法。通过三次样条插值技术对谐波叠加法进行改进,以正定平方分解(Cholesky)次数来减少计算内存,从而提高道路谱重构精度。研究发现,相较于传统的谐波叠加重构方法,基于改进谐波叠加法的道路谱重构算法运行模拟时间大大减少,但是精度明显提升。与直接测量法、载荷谱迭代法、谐波叠加法以及滤波白噪声法等相比,基于改进谐波叠加法的道路谱重构精度在90%以上,具有显著优势。基于改进谐波叠加法的道路谱重构模拟仿真,重构的路面功率谱与标准路面谱能很好地契合,得到更加满意的仿真效果,在车辆虚拟道路试验中具有一定的实践应用价值。

基于三次样条插值谐波叠加技术的随机路面重构方法研究

汽车虚拟试验仿真研究的关键点在于:如何在获取准确的试验道路信息的基础上重现三维虚拟路面模型,其中道路谱的重构和分析是建立模型的核心内容。首先,以砂石路面为研究对象,对其进行高程数据采集和预处理,获得路面不平度的频谱分布;其次,在谐波叠加法基础上创新性地引入三次样条插值技术,对中心频率点间的互功率谱密度矩阵采取正定平方(Cholesky)分解,并且采用不同条件下的插值方法获取重构功率谱密度模型;最后,通过对谐波叠加法及3类插值重构谱与原始谱的相关系数r的横向对比发现:第1类边界条件下三次样条插值方法在重构精度与效率方面有着明显的优势。此外,基于该方法的拓展性利用软件MATLAB/GUI建立了试验道路谱数据库以及软化操作平台,为车辆虚拟试验仿真提供了可靠支撑。

谐波叠加路面输入模型的建立及数字模拟

路面输入模型在汽车平顺性和操纵稳定性分析研究中是很重要的,对谐波叠加模型的建立进行了理论分析和探讨;编制了运用该模型生成随机路面谱的软件,对国标GB7031—87中规定的各级路面不平度进行了数字模拟,结果表明,该模型能够描述复杂且不规则的路面形状,适应于任意形状的谱密度的平稳随机过程,具有较好的适应性。

多谐波源网络谐波源建模与谐波叠加仿真

随着电力电子装置在现代有色加工企业中的应用日益广泛,其容量日趋增大,数量日趋增多,形成了多谐波源的特点,使电网中的谐波污染日益严重,网侧功率因数低。分析了某有色加工企业供电系统的谐波分布情况,构建了其谐波源模型,分析了谐波源的谐波特性,进而将它们分为电流型谐波源和电压型谐波源。针对多谐波源叠加的情况,探讨了国内外对该问题处理所使用方法的缺陷性和局限性。从节省投资、提高谐波抑制效果的目的出发,运用电磁暂态仿真模型来分析多谐波源网络的谐波叠加问题,并进行了仿真实验,得到了较为满意的结果。

多谐波源同次谐波叠加计算方法

在相角未知条件下,国家标准中采用系数估算的方法进行谐波叠加计算,效果往往并不理想。在谐波叠加理论分析的基础上,文中构造了基于核密度估计与重要抽样的蒙特卡洛方法,用以计算多谐波源的同次谐波叠加电流。首先,运用核密度估计法可以计算谐波电流相角的概率密度函数,且通过重要抽样方法可对其进行抽样并得到核样本数据。再利用蒙特卡洛方法结合核样本数据对谐波叠加的交叉项进行估算,最终确定出谐波叠加电流的计算公式。仿真分析与实际算例表明,所提算法可获得更为精确的谐波叠加电流估计量,并可以简单高效地应用于多谐波源系统的谐波叠加中。

简谐波叠加法模拟风谱

目的模拟脉动风荷载,在时域内实现数值模拟建筑结构的内力分析和变形计算.方法采用Daven port风速谱并根据Shinozuka理论,应用简谐波叠加法分别模拟了脉动风速、脉动风压和脉动风荷载时程曲线.结果求出了该风谱的功率谱密度和相关函数,并分析了某12层框架结构的顶层位移和加速度反应.证明此方法高速有效,且符合工程精度的要求.结论理论值和实测值的比较结果表明简谐波叠加法是一种正确有效的风荷载分析方法,能够反映结构的基本动力特性,对高层建筑的风振控制有一定的应用价值.

基于插值技术谐波叠加法的风速场模拟

风荷载的数值模拟在结构设计中起着非常重要的作用。在土木工程脉动风速时程的各种数值模拟方法中,谐波叠加法最为常用。而且,通过引入FFT和不同插值技术可以在不显著地影响模拟精度的情况下,大大地缩短模拟计算所花费的时间。基于两次多项式、三次多项式、以及两种不同边界条件三次样条函数插值技术的谐波叠加法来模拟一幢100 m高高层建筑上10个点的脉动风速时程,通过均方根误差(Root Mean Square Error,RMSE)和相对误差系数(Error factor,Ef)两项指标来评价不同插值技术与传统谐波叠加法(未引入插值技术)相比较的插值模拟计算精度,并且记录各自所耗费的时间,综合比较模拟效率和精度以找出最为适合的一种插值技术。结果表明:基于第一种边界条件三次样条函数插值技术的谐波叠加法为最佳的模拟方法。

多谐波源系统谐波叠加方法的研究

当具有随机相角的非线性负荷投入系统运行时，应考虑谐波叠加的问题。本文在一定的假设条件下，应用超值概率叠加方法计算出了同阶但有随机相角的谐波过限的概率。同时为了求解系统谐波畸变的水平，本文导出了一种更为直观的叠加方法──ＭｏｎｔｅＣａｒｌｏ模拟法。通过多次抽样试验，证明它可获得较为满意的谐波估计量。

用谐波叠加法重构随机道路不平顺高程的时域模型

道路时域建模对道路车辆振动时程分析、车辆台架试验、路面损伤以及车路耦合动力学研究均具有重要意义。谐波迭加法是一种既简单直观而又具有严密数学基础的构造道路时域模型的方法。本文基于随机道路的统计量描述 ,再现了随机道路针对路面车辆的单点激励和单轮辙激励的时间历程样本 ,完善了所生成样本的标定方法。对双轮辙激励 ,采用空间相关的两随机过程模拟 ,将两过程用虚拟的线性系统联接 ,建立其符合道路相干函数的传递关系 ,最终得到道路车辆的双轮辙多点时空相关性激励模型。该模拟方法的数学理论正确 ,适用于任意指定谱特征的随机道路模拟 ,对其他类似随机过程的模拟也具普通适用性。

基于径向基神经网络的谐波叠加法

风荷载的数值模拟在结构设计中起着非常重要的作用。在土木工程脉动风速时程的各种数值模拟方法中,谐波叠加法最为常用。而且,通过引入FFT和不同插值技术可以在不显著地影响模拟精度的情况下,大大地缩短模拟计算所花费的时间。提出使用径向基神经网络(RBF neural network)插值技术来改进传统的谐波叠加法。使用基于径向基神经网络和传统的谐波叠加法(未引入插值技术)来模拟一幢100 m高的高层建筑上10个点的脉动风速时程,通过均方根误差(Root Mean Square Error,RMSE)和相对误差系数(Error factor,E_f)两项指标来评价改进的与传统的谐波叠加法相比较的模拟计算精度,并且记录各自所耗费的时间。结果表明:基于径向基神经网络谐波叠加法的精度令人相当满意,模拟计算效率大大提高。

新的多谐波源同次谐波叠加模型:标准化应用

考虑多谐波源设备遇到的同次谐波叠加问题,介绍现有标准中使用的同次谐波叠加方法,以及新的功率因数加权α-范数叠加方法.针对IEC TR 61000-3-14和IEC TR 61000-3-6标准中涉及的谐波限值计算的相关技术条款,针对多功能设备、多谐波源设备、等价测试技术条款、功率因数、通用叠加方法以及模型指数推荐表等6个方面,提出了修改意见.使用功率因数加权叠加方法计算奇次和偶次谐波分量,在标准化应用中也具有更好的通用性.

路面时域模拟的谐波叠加组分中相位角的相干性研究

基于谐波叠加法所生成的路面不平度特性反演了左右轮路面的自功率谱密度和互功率谱密度函数,并根据左右轮的相干函数推导出了谐波叠加法中左右轮路面不平度特性中对应谐波叠加组分相位角的解析相干关系,由此获得了考虑轮轨相干关系的3维路面不平度仿真模型.基于Matlab的3维路面模拟结果表明,自功率谱密度几乎重合,左右轮的相干函数也吻合较好,这验证了所推导的谐波叠加组分相位角的相干关系在计算仿真中具有较高的可信度,也为3维路面模拟提供了更加可信的仿真模型.

基于BP神经网络的多谐波源同次谐波叠加模型

针对多谐波源系统中同次谐波叠加问题,IEC标准TR 61000-3-6:2008推荐的模型为非线性计算公式,工程实践时计算结果与实际值误差较大.基于BP神经网络强大的非线性映射能力,提出构造一个包含一层隐含层的BP神经网络.利用多个同型号吸尘器样品,模拟工频单相网络中的多谐波源系统,获得实测数据作为训练样本,经过训练后得到神经网络模型.将部分实测数据分别输入到该BP神经网络模型与IEC标准公式,计算两个模型数据与实际数据之间的误差,并进行误差分析.结果显示:神经网络算法的精度更高,表明本文提出的运用神经网络算法求解多谐波叠加问题的有效性和可行性.

基于谐波叠加法的路面不平度重构

对GB/T 7031-2005中提出的路面功率谱密度表达式及等分方法,应用谐波叠加法对路面不平度随机序列进行仿真,使用AR模型谱估计法验证仿真结果。结果表明通过谐波叠加法能很好地拟合路面不平度,且AR模型谱估计具有拟合结果平滑且精度高的特点。

基于谐波叠加法的标准路面谱重构

汽车的关键零部件的疲劳可靠性分析在产品研发过程中有重要价值,而标准路面谱的重构是首要解决的问题。根据在谐波叠加法原理的功率谱密度并利用概率统计理论、中心极限定理,建立了路面谱的数学模型。并依托该数学模型设计并开发了标准路面谱重构程序和软件最后软件重构的时域路面谱位移输入特性能很好的逼近标准路面谱,重构的路面谱满足要求。

基于谐波叠加法车辆参数对车辆随机荷载模拟的影响分析

由于路面不平度的随机激励,导致车辆作用在路面上的附加动荷载是一个零均值、各态历经的平稳随机过程,因此利用谐波叠加法模拟1/4车辆模型的车辆随机动荷载,加上车辆自重荷载得到车辆随机荷载。分别详细分析了在3种车速和3种路面等级下,车辆模型的四个车辆参数(轮胎刚度系数k1、悬挂系刚度系数k2、轮胎阻尼系数c1和悬挂系的阻尼系数c2)对于车辆随机荷载影响。计算结果表明:车辆随机荷载曲线是一条围绕着车辆自重荷载上下振动的随机曲线;随着路面等级的降低,车辆随机荷载的振幅明显地增加;随着车辆参数的增加,车辆随机荷载的标准差呈现线性增加,其中c1对于标准差的影响程度要明显大于k1、k2和c2;随着车速的增加和路面等级的降低,c1对于车辆随机荷载标准差的影响程度增大。

一种改进的牵引供电系统同次谐波叠加计算

电气化铁道牵引负荷产生的谐波具有随机性,谐波的相角分布特性不一,国标中给出的推荐谐波叠加系数Kh往往效果欠佳。为了符合实际情况、满足计算精度,首先根据牵引变电所实测数据得到谐波电流的分布特征和概率密度,然后推导了谐波矢量叠加所需的关键量E[cos(φ1-φ2)],接着根据实测相角数据采用蒙特卡洛法结合高斯核函数得到模型函数的期望E(f),确定出谐波叠加时的范围系数E[fmin(φ)]、E[fmax(φ)],最后通过实测合成结果验证了使用方法进行谐波叠加的正确性,并与已有的方法进行比较,证明了方法的准确性。

基于变分贝叶斯方法的充电站谐波电流叠加估计

随着充电站规模的逐步扩大,其投入使用时产生的谐波电流对配电网的影响变得尤为严重。传统国标谐波叠加算法在实际应用中受充电站内各种因素的影响,与实际的谐波电流叠加存在偏差。针对这一问题,提出将变分贝叶斯后验参数估计方法应用于谐波电流叠加算法中,该方法通过在谐波相位的状态空间与量测空间内不断最大化边缘似然函数的下界,迭代地更新变分相位参数,直至近似分布逼近参数的真实后验分布,从而实现谐波相位叠加的精确检测。实验仿真表明,变分贝叶斯后验参数估计方法对于服从高斯分布的相位参数的叠加计算,比传统谐波叠加算法更为有效、精确,为采取精确的谐波治理提供有效的依据。

一种自适应谐波叠加的复调音乐主旋律提取新方法

随着音乐数量的迅速增加,对音乐进行数字化的处理已经成为必然趋势.主旋律反映了音乐的主要思想,提取主旋律在制作计算机音乐,检索分类,哼唱识别等领域具有广泛的应用价值.本文提出一种自适应谐波叠加的复调音乐主旋律提取算法.首先,通过声源分离预处理,通过判别基频最小稳定方差改变压缩因子,自适应叠加谐波构建显著函数;然后,对显著函数构建的基频片断采用随机森林模型进行人声检测,组合所有人声帧的最大显著度频率得到音乐的主旋律序列.实验表明,在MIR-1K数据集上得到的结果在高信噪比情况下有显著提升.