接地网故障诊断的磁场逆问题求解方法

变电站接地网是变电站安全运行的保障,接地网出现故障会严重威胁站内人员和设备的安全。笔者提出了基于磁场逆问题的接地网诊断方法,通过向接地网两根上引导体注入和抽出低频电流,在接地网地表产生磁场,从而建立磁场逆问题方程,采用正则化方法对逆问题的病态性进行处理,采用牛顿迭代法对逆问题进行求解,得出接地网各个回路的电流分布,进而分析其电阻变化,判断接地网的腐蚀状态。以一个4×4接地网为例,建立了其磁场逆问题方程,利用正则化的方法对逆问题进行求解,将计算结果与正问题结果相比,误差控制在3%以内,验证了所提出逆问题的求解方法。讨论了测量点数量的选择,指出测量点数量选取为网孔数的40%即可较好地近似真实磁场分布。

电机电磁场逆问题数值计算的改进 TABU 算法

在分析现有ＴＡＢＵ算法基础上，本文提出了一种通用的连续变量全局优化ＴＡＢＵ算法；典型数学函数验证和应用实例表明：本文算法仅用模拟退火（ＳＡ）算法２０％左右的迭代次数便可得到略好于ＳＡ算法的（全局）最优解。

基于最小二乘支持向量机和自适应模拟退火算法的电磁场逆问题全局优化方法

分析了目前电磁场逆问题全局优化算法存在的收敛速度慢以及搜索时间长等问题的主要原因,并针对以上问题提出了基于最小二乘支持向量机和自适应模拟退火电磁场逆问题优化新算法,充分利用了自适应模拟退火算法中丢失的已搜索过点的信息,动态地建立和改进待求问题的数值模型,指导最优解的搜索过程,大大减少了求解电磁场正问题的求解次数,缩短了搜索到最优解的时间,通过仿真实验以及实际应用的对比,效果显著,提高了电磁场优化设计的实际应用能力。

改进的禁忌搜索算法及其在电磁场逆问题中的应用

针对求解多极值点目标函数的电磁场逆问题,提出了一种改进的禁忌搜索算法。为提高算法的全局寻优能力和减少寻优计算的时间,改进算法在结构上提出了不同状态的新转移规则:步长向量选取原则和不同循环起始点选择的新规则。避免了重复或无意义中间点的产生,使算法能够有效地跳出局部极值点,迅速收敛到全局最优点。给出的典型数学函数验证了算法的快速性和有效性,电磁场逆问题算例TEAMWorkshop问题22的结果表明算法的优越性和工程应用价值。

应用于电磁场逆问题中的改进区域消除法

借助“记忆”已搜索过的可行空间并将其中状态与当前随机产生状态的对比、分析 ,以及引入局部寻优算法 ,本文给出了一种多极值点连续变量函数全局优化的智能化新算法改进的区域消除算法。典型函数验证和应用计算实例表明改进算法的收敛速度优于模拟退火算法 。

矢量禁忌算法及其在电磁场逆问题中的应用

为分析、计算多目标优化设计的电磁场逆问题,提出了矢量禁忌优化算法。在矢量禁忌算法中,应用接触理论判断Pareto最优解、应用排序法确定可行解的适值。为保证搜索到的Pareto最优解均匀分布于目标函数和决策变量空间,提出了一种简单、有效的适值共享函数。通过典型算例的验证,可以看出,对于多目标优化设计问题,所提出的矢量禁忌能够搜索到均匀、平滑的Pareto曲线,由此可见,矢量禁忌算法可实际运用于复杂工程电磁场逆问题的分析和计算。

改进正交边界交叉算法及其在高频电磁场逆问题中的应用

针对高频电磁场逆问题分析复杂、求解缓慢等现有问题,以给定方向增益最大化,同时副瓣电平最小化为目标,建立10个同性线性点源天线阵模型,并提出一种改进的正交边界交叉(normal boundary intersection,NBI)算法。为克服原NBI算法收敛速度慢、一次运行只得到一个Pareto解等固有缺陷,该文将理想平面分化为若干子区域,将每个种群个体投影到理想平面上,根据其在理想平面上的投影进行分类及评估,并将分类及评估结果体现在母代选择中,以实现一次运行搜索得到全部Pareot解平面;其次,为避免早熟现象和增加种群多样性,提出双重外部档案概念,并引入一种新的精英策略。给出的典型数学函数验证了该文算法的快速性和有效性,高频电磁场逆问题的数值计算结果说明了该文算法的优越性和工程应用价值。

改进禁忌算法在永磁直线同步电动机电磁场逆问题中的应用

在分析现有禁忌算法(Tabu)基础上,该文提出了一种改进的连续变量全局优化Tabu算法。以永磁直线同步电动机减小推力波动为优化设计目标,把改进的禁忌搜索算法与电磁场逆问题分析法相结合,对一台永磁直线同步电动机实施了优化设计。优化设计结果表明,磁阻力得以大大降低,实现了PMLSM动子铁心长度、永磁体宽度的优化设计。

适于电磁场逆问题鲁棒和全局优化的蚁群算法研究

为克服现有鲁棒优化算法计算效率低的问题,本文提出了一种适于电磁场逆问题鲁棒和全局优化的蚁群(ACO)快速优化算法。算法重新设计了算法结构,提出了有效计算鲁棒性能参数的方法。数值优化结果验证了算法的优越性和有效性。

新的鲁棒粒子群算法在电磁场逆问题中应用研究

提出了一种搜索鲁棒优化解的粒子群算法。为解决期望适值函数计算需要大量新采样点而导致的计算效率过低问题,提出了一种期望适值赋值的新机制。该机制只对每一代粒子中的个体最优解和整体最优解分配期望适值。此外,为便于算法搜索鲁棒优化解,重新定义了粒子的邻域关系。最后,通过两个实例计算证明了新算法求解电磁场逆问题鲁棒优化解的可行性和优点。

快速全局优化算法在电磁场逆问题中的应用

为解决电磁场逆问题分析计算过度依赖计算机资源这一"瓶颈"问题,提出了一种新的快速全局优化算法。该算法首先应用基于紧支集径向基函数(CS-RBF)的改进表面响应模型(RSM)重构原优化问题;然后应用改进的粒子群算法(PSO)对重构的优化问题进行快速全局寻优。研究表明,典型数学函数验证以及电磁场逆问题的分析和计算,验证了算法的全局搜索和快速寻优能力。

基于禁忌搜索算法的电磁场逆问题鲁棒优化设计

为了综合分析优化解的性能,讨论了参数不确定条件下电磁场逆问题的鲁棒优化性。分析了鲁棒优化设计方法,研究了鲁棒期望适值函数关键参数的估计方法。以寻求鲁棒最优解为目标,应用改进的禁忌算法,基于鲁棒性能期望适值函数,求解了典型数学问题和工程设计问题。通过计算比较叠加扰动最优解条件下的目标函数值偏差,其结果表明,该研究算法能够快速有效地搜索到鲁棒最优解。

感应式磁声成像中的三维电磁场正逆问题研究

感应式磁声成像技术是近年来发展起来的一种新的电阻抗成像方法,是超声成像技术与传统电阻抗成像相结合的产物。本文基于电磁场基本理论,研究了感应式磁声成像中的电磁场正逆问题,推导了感应式磁声成像中的三维电磁场逆问题计算公式,提出一种不需要旋转静磁场的逆问题重建方法,建立了三维仿真模型并进行了数值计算实验。结果验证了该方法的正确性和可行性,得到了分辨率较高的电导率绝对值图像。

基于Tabu算法的轮毂式永磁电机优化研究

以永磁电动机的永磁材料用量为优化设计目标,把改进的禁忌搜索算法(tabusearchalgorithm)与电磁场逆问题分析法相结合,对一台轮毂式永磁无刷电动机实施了优化设计.详细分析了优化设计过程中目标函数和优化变量的确定原则.对于分别选择单目标和多目标函数时得到的不同优化结果进行了对比和讨论.参照样机的设计指标,对优化后的气隙磁通和电磁转矩等主要参数作了检验.优化设计结果表明,在不降低样机电气性能的前提下,优化样机永磁材料的用量可大大减少,从而使得优化后电机的价格、体积和重量都有相应的减小.

计算电磁学近年来的若干重要成果——第15届COMPUMAG会议概述

国际电磁场计算会议(COMPUMAG)是计算电磁学最重要的系列会议之一。本文在概述2005年第15届COMPUMAG会议的基础上,分析、讨论了计算电磁学近年来的若干重要成果。

电机优化设计技术发展情况

在分析电机优化设计技术文献的基础上,总结了国内在电机传统优化设计方面的特点,几种主要的新型算法及其在电机设计中的应用,电磁场逆问题的优化设计,以及电机优化设计技术的发展动向;并对该领域未来的发展趋势作了展望。

胃肠道给药胶囊的方位跟踪求解算法

为实现给药胶囊在胃肠道内的精准药物释放,其方位跟踪采用倾角传感式磁矢量检测法,设计开发了磁跟踪系统的原理样机。基于磁矢量空间分布,建立了方位跟踪的数学模型。研究了排序选择的混沌蜂群Levenberg-Marquardt算法,引入混沌序列改进初始解生成、并采用排序选择策略避免算法早熟,在算法后期引入L-M算法加快收敛。仿真实验表明:算法平均迭代次数215次,x、y、z分量平均跟踪误差和标准偏差为0.002 2 m±0.000 12 m、0.001 9 m±0.000 084 m、0.002 0 m±0.000 078 m,快速准确地求解了跟踪问题。

基于蚁群算法的开关电弧电流分布重构

基于电弧电流与磁场分布的对应关系,提出了一种通过蚁群算法来反演电弧电流分布的有效方案。将电弧磁场定义为电流线磁场的叠加,依据磁场分布和电流线与磁场的关系,利用求解线性方程组得到电流线分布初值;最后,利用改进的蚁群算法,对电流线与磁场之间对应关系进行精确拟合,反演二维情形下的电弧面电流密度分布。