基于稀疏技术的快速高斯-赛德尔潮流算法

针对高斯-赛德尔潮流算法利用节点电压方程和节点功率方程直接迭代的特点,提出基于稀疏技术的快速高斯-赛德尔潮流算法。其中包括建立以一维方式存贮的二维数组形式的Y(n,d)数据文件,以大大减少存贮单元数并大大提高数据文件的读写速度;读出的一维方式的数据文件可直接构成二维Y(n,d)数组;直接利用Y(n,d)数组完成基于稀疏技术的潮流计算而无需非零判断。此外,比较最佳加速因子的取值精度对计算结果和迭代次数的影响以避免冗余计算;利用改进的加速因子试探法快速确定最佳加速因子以减少潮流计算次数。Y(n,d)数组与传统Y(n,2n)数组相比,其数据文件的读写速度和潮流计算速度均大大提高,且系统规模越大,优势越明显。

基于改进高斯-赛德尔顺序潮流算法的微电网效率分析

文章针对现有各类微电网的拓扑结构,利用转换环节的IGBT/DIODE损耗计算模型,结合高斯-赛德尔潮流算法,提出了考虑转换损耗模型的微电网高斯-赛德尔顺序潮流算法,并运用此法在Matlab/Simulink环境下分析比较了树干式直流、交流、混合微电网和环形直流、交流微电网的效率。仿真结果显示,在假定负荷功率因数为0.8的情况下,环形直流微电网的效率最高,树干式交流微电网的效率最低。

大规模MIMO系统中块高斯-赛德尔检测算法

最小均方误差(Minimum Mean Square Error,MMSE)检测算法,虽然能在大规模多输入多输出系统中获得接近最优的线性检测性能,但是涉及高维矩阵求逆运算,难以在实际应用中快速有效地实现。提出了块高斯-赛德尔(Block Gauss-Seidel,BGS)低复杂度信号检测算法,将MMSE检测器的滤波矩阵先进行分块预处理,构造分裂矩阵,再通过迭代求解发送信号向量估计值,以提高算法检测性能。仿真结果表明,BGS迭代算法在调制方式为64QAM、用户侧的天线数量设置为16、基站侧的天线数量设置为256时,迭代2次后就能快速接近MMSE检测性能。在设置近似初始值后,BGS算法的性能得到了进一步的改善。当调制方式为256QAM时,设置近似初始值的BGS算法在迭代2次后就能逼近MMSE算法的误码率(Bit Error Ratio,BER)性能曲线,此时算法的复杂度仍然保持在O(K^(2))。

近似最佳加速因子改进高斯-赛德尔法潮流计算

高斯-赛德尔潮流计算方法的收敛性比较缓慢,为提高算法的收敛速度,常用的一种方法是在迭代过程中加入加速因子α,一般是首先给出α的取值范围(通常取1<α<2),然后采用试探法在给定的范围内求得一个最佳收敛因子,其工作量很大,且没有规律可循。针对这个问题,本文提出了一种简单的求取最佳因子的方法,在附加计算量非常少的情况下,程序自行寻找到近似最佳因子。IEEE-14节点算例的结果表明,在改善收敛性方面,近似最佳因子的效果几乎等同于采用试探法求得的最佳收敛因子。

一种电力网络潮流计算的综合算法

针对牛顿-拉夫逊法对初值要求严格,迭代速度快的特点,利用电力网的结构特点,使用高斯-塞得尔迭代法的第一次迭代结果作为牛顿-拉夫逊法的计算初值。这样既解决了牛顿-拉夫逊法对初值要求高的问题,又提高了收敛速度。计算结果表明,综合算法在迭代次数和收敛速度上有优势。

基于MATLAB的电力系统潮流计算对比分析研究

电力系统潮流计算中最常见的3种算法分别为牛顿-拉夫逊算法、高斯-赛德尔算法以及快速解耦法。针对多节点电力系统潮流计算方法的选择问题,首先介绍了牛顿-拉夫逊算法、高斯-赛德尔算法以及快速解耦法3种潮流计算的方法,随后应用MATLAB进行仿真,并对仿真结果的一致性和快速性加以对比与分析。由结果对比可知,对于6节点线路,牛顿-拉夫逊算法、高斯-赛德尔算法以及快速解耦法的一致性成立,高斯-赛德尔算法的快速性最优,最后对3种算法的优缺点以及改进方法进行了简单介绍。

小尺度物体内部多磁源反演技术

为解决对小尺度物体内部多个磁场源反演能力差的问题,提出了小尺度物体内部多磁源反演技术。利用原子磁强计采集磁源信号,基于弱磁理论反演磁源分布,引入分布源模型、高斯-赛德尔迭代算法优化求解过程,开展正反演模型验证。同时,采用点源模型去卷积操作提升磁源的空间分辨率,去卷积前系统空间分辨率约为10 mm,去卷积后小于4 mm。结果显示磁源反演的空间位置分布大致接近真实,验证了反演技术的正确性,可用于精密仪器内部磁源的识别应用。该研究开辟了部分精密仪器内部多磁源探测的新途径。

基于遗传算法的电子元器件优化布局

用微元体热平衡法建立电路板上元件温度场求解的数学模型,采用高斯-赛德尔迭代法求解热平衡方程组。用改进的遗传算法对元件布局进行优化设计,仿真实验表明全局优化大大降低了系统的温度应力,提高了系统的可靠性。此外,用Flotherm软件模拟了电路板的温度场,验证了优化布局模型和算法的有效性。

基于蚂蚁算法的电子元器件位置优化

首先介绍了基本蚂蚁算法原理和改进的蚂蚁算法,即最大-最小蚂蚁算法,根据传热学原理用微元体热平衡法建立了电子系统热分析求解温度场的数学模型,并采用高斯-赛德尔迭代法求解热平衡方程组,通过仿真实验证明用蚂蚁算法来优化电子元件的布局能够显著降低最大温度值,并提高了系统的可靠性。

并行迭代算法的研究及应用

研究了迭代算法及其并行化,将雅可比迭代和高斯-塞德尔迭代相结合,提出了一种新的并行迭代算法,经过测试数据分析,性能比雅可比迭代和高斯-塞德尔串行迭代的性能要好。这一方法可广泛应用于需要进行大量迭代计算的问题中,具有较大的应用前景。

不同迭代算法求解光伏模块参数的收敛速度

迭代算法在确定光伏模块参数中的应用非常广泛。为研究不同迭代算法求解光伏模块参数时的收敛速度,在简要概括牛顿-拉夫逊和高斯-赛德尔迭代算法特点的基础上,结合光伏模块输出特性的非线性超越方程,详细推导了牛顿-拉夫逊和高斯-赛德尔迭代求解光伏模块输出参数的等式。利用这些等式分别对3种不同结构的光伏模块求解参数,并对结果进行分析和验证。其结果表明,在同等精度的前提下,牛顿-拉夫逊迭代法对初值的选取不敏感且收敛速度较快,更加适用于光伏模块参数计算。

几种电力系统潮流计算的比较与分析

电力系统潮流计算是对电力网规划、运行研究分析的一种方法,其在电力系统中具有举足轻重的作用。本文旨在利用C语言根据潮流计算原理编写出牛顿——拉夫逊直角坐标法、牛顿拉夫逊——极坐标法、P-Q分解法以及高斯—赛德尔法的潮流计算程序,然后对不同潮流程序进行比较,其中校验实例采用IEEE标准算例,分析出它们各自的适用场合及优越性。

基于MATLAB的互联网中最优负载潮流分析

负载潮流分析是电力系统规划设计与运作的基础。运用不同方法如牛顿-拉夫逊迭代法、高斯-赛德尔和快速解耦方法,成功地解决了负载潮流测试案例中的互联配电系统问题。对IEEE-30母线网络测试结果表明,牛顿-拉夫逊法能够获得负载潮流问题的最佳解决方案。通过MATLAB编程,得到了降低功率损耗的解决方案和补救措施的实现方法。

虚拟手术中带摩擦的碰撞力计算及其物理仿真研究

虚拟手术训练中,碰撞力的计算必不可少,常见的碰撞力计算中,经常会忽略碰撞体之间的摩擦。提出一种带有摩擦的碰撞力计算方法。首先,建立计算机图形学物理仿真中最为常用的粒子系统,总体的常微分方程通过隐式欧拉方法求解,通过碰撞检测找出潜在的碰撞点,建立碰撞约束和摩擦约束数学模型,再通过类高斯-赛德尔算法求解出摩擦接触力。然后分别进行10次单接触面和双接触面的接触碰撞实验,分析其相应时间和稳定后起伏平均值,再进行100次多接触点碰撞实验,分析其平均运算时间。实验表明,在单接触面和双接触面接触的情况下,模型碰撞的平均响应时间为0.02 s,接触力稳定后的平均起伏范围为±0.02个单位。在多接触点接触的实验中,11个接触点接触时,平均每个接触点的运算时间为1.9 ms,满足物理仿真的实时性要求。