一种交直流电力系统潮流计算实用新算法

目前得到大量应用的交直流电力系统潮流计算方法主要包括顺序求解法和同时求解法,该文针对目前已经发表的算法的优缺点进行分析和总结,指出其中一些算法在潮流程序中实现时可能会遇到的问题。为解决这些问题,提出一种数学概念清晰、程序实现简单的基于牛顿拉夫逊法的新的交直流电力系统潮流计算处理方法。该算法在程序实现过程中和交流潮流在形式上完全统一,不需要在形成雅克比矩阵时根据不同的运行方式对直流部分作任何的方程重构和预处理,可直接得到直流系统各个运行变量随系统运行状态改变而变化的情况;当处理直流线路运行控制方式改变时,该算法显得更加简单,易于实现。这个算法已被应用在稳定及潮流分析工具中,计算结果正确。

新型6-PRRS并联机器人运动学和动力学研究

利用旋量理论和指数积方法求解了6-PRRS并联机构主动关节与被动关节的位置逆解。根据该并联机构的输入输出映射关系,推导出一种基于速度投影的雅可比矩阵求解方法。提出一种解决新型6-PRRS并联机器人逆动力学问题的系统方法,采用Lagrange法建立并联机器人的刚体动力学关系,应用虚功原理最终获得动力学模型。解决了6-PRSS并联机器人一系列运动学和动力学问题,这些方法具有一定的通用性,适用于类似并联机构的分析与研究。

6-PRRS并联机器人正逆奇异性研究

基于雅可比矩阵研究了一种6-PRRS并联机器人的奇异性问题.对于正奇异,推导出一种基于速度投影的雅可比矩阵求解方法,提出了空间瞬时轴这一新的概念,并给出奇异产生时并联机构正奇异的表现形式.对于逆奇异,将并联机构拆分成多个串联机构,由指数积方法求得其雅可比矩阵,并证明了机构逆奇异产生时的雅可比矩阵为奇异.基于正、逆奇异,又提出了一种更为特殊的复合奇异现象,即在某个特定的空间位姿下,正、逆奇异同时发生,并给出了可能的存在形式.所提雅可比矩阵的求解过程及其奇异性的证明,以及对机构奇异的表现形式的描述,为研究并联机构的奇异性提供了新的、直观的方法.

拟牛顿法在航空发动机特性仿真中的应用

航空发动机特性仿真中常用牛顿迭代法求解非线性方程组,牛顿法每一步迭代计算都需要计算Jacobi矩阵,这需要多次发动机气动热力过程计算。因此避免大量重复计算Jacobi矩阵可以减少发动机计算整机的气动热力计算次数,从而提高发动机特性计算的速度。文中采用基于Broyden原理的拟牛顿法求解发动机非线性方程组,这种方法可以直接求出第一步迭代后的Jacobi矩阵,从而大幅度提高计算速度。将拟牛顿法应用于某型涡喷和涡扇发动机特性计算,通过分析计算结果,证明了采用拟牛顿法可以提高发动机特性模拟的计算速度。

三种坐标间转换的雅可比矩阵数值导数计算方法

提出了一种用于空间大地直角坐标、大地坐标以及平面坐标与大地高之间相互转换的雅可比矩阵的数值导数的计算方法。该方法可以用较容易且精确的替代直接方法来实现不同类型间的坐标转换。在空间大地直角坐标与平面坐标与大地高之间的转换实验测试过程中 ,只要选取合适的增量 ,数值导数的精度都会满足要求 ,并且数值导数的精度的一致性也得到了验证。另外 ,该方法比采用直接方法计算速度显著加快 ,数值导数的精度、一致性和减少计算耗时在实验测试中效果非常好。

3自由度恰约束支链并联机构的静刚度分析

3自由度恰约束支链并联机构主要由动平台、静平台、3条无约束UPS主动支链和中间恰约束PU支链组成。采用螺旋理论求得驱动子雅克比矩阵和约束子雅克比矩阵,最终得到完整雅克比矩阵。通过虚功原理建立3自由度恰约束支链并联机构静刚度解析模型,采用刚度矩阵法通过MATLAB运动算例仿真得到整个工作空间范围内静刚度分布规律。结果表明:中间恰约束支链PU对全局刚度影响明显。

Rssler超混沌系统的参数辨析与同步研究

首先给出两种方法实现对四维罗斯勒超混沌系统未知参数的准确快速辨析,第一种方法通过将系统反馈控制到任意不动点,求解平衡点的方程得到未知参数辨析的数学表达式;第二种方法基于稳定性理论,通过构造参数观测器,设定恰当的初始值,解析地给出基于参数观测器的表达式,数值计算表明两种方法都很有效。基于线性化误差理论,求解误差演化的雅克比矩阵的特征值,解析地获得相位同步和全局同步控制器的表达式,详细分析了雅克比矩阵为零对应相同步问题,数值计算与理论分析一致。

基于雅克比矩阵求解并联机器人位置正解方法

并联机器人位置正解一直是并联机器人研究的难点之一,本文提出了一种基于雅克比矩阵求解并联机器人位置正解的新方法,该方法利用并联机器人的初始位置及雅克比矩阵,能够快速求解并联机器人的位置正解,此法可用于并联机器人的实时控制。最后以求解6-PSS并联机器人正解为例,验证了该方法的可行性和正确性。

改进单纯形算法构造平面结晶体群动力系统的广义M集

针对逃逸时间算法计算量大,构图时间长的特点,本文提出了改进的有约束的单纯形最优化方法,求解了使平面结晶体群映射的Jacobin矩阵|DF|=0的点集作为初始迭代点集,由Lyapunov指数判定初始迭代点集的动力学特性,构造了平面结晶体群动力系统的广义M集.研究表明,运用改进的有约束的单纯形法构造非解析映射的广义M集这一方法是有效可行的,改进方法大大提高了平面结晶体群广义M集的构造速度,实现了对参数空间的有效划分.改进单纯形法构造的广义M集的混合区域更为准确地反映了相应动力平面上的动力学特性.

新型空间5自由度并联机构的奇异位形分析与规避

采用约束支链法设计了一种新型空间5自由度并联机构,用于实现动平台的三维移动和两维转动.文中首先利用螺旋理论分析了该并联机构的自由度,推导了机构的约束子矩阵和运动子矩阵,在此基础上建立了机构的完整雅克比矩阵;然后,利用该雅克比矩阵分析了机构发生奇异的条件,并通过选择动平台工作范围或改变结构尺寸,给出了规避并联机构奇异位形的具体方法;最后,通过数值算例验证了所提奇异位形规避方法的正确性和有效性.

一种四自由度并联机构运动学及传动性能分析

以2-RPU&2-SPS并联机构为研究对象,首先借助螺旋理论对机构的自由度的数目和属性进行了分析,该机构可实现空间两转动和两平动运动(2R2T)。在此基础上对机构的位置正反解进行了研究,对于机构位置反解,给定机构独立运动参数可获得其显式表达;对于机构正解,可通过求解非线性方程组获得其数值解。另外,通过建立机构的雅克比矩阵,并利用机构支链输出传动效率指标对机构的运动学传动性能进行研究,为后续机构样机开发与实际应用奠定理论基础。

冗余度微创手术机器人的速度加速度分析

为满足微创手术对机器人提出的高平稳性要求,机器人的速度加速度应平滑无突变。考虑球关节结构紧凑的特点,设计出具有冗余自由度的微创手术机器人。根据速度雅克比矩阵进行机器人的正速度分析;基于权重分配原理,运用Lagrange乘子法实现具有冗余自由度机器人的逆速度分析,找到手术工具末端速度与各关节速度的函数关系;通过对速度求导得到各关节的加速度。在Matlab软件中建立机器人物理模型,将速度加速度理论分析结果用以驱动机器人实现运动。仿真结果验证了该机器人能满足高平稳性要求,也证明了微创手术机器人具有很高的轨迹跟踪精度。

基于演化博弈分析的政策性信访问题研究

近年来,政策性信访问题逐步凸显,约占全部信访量的六成以上。为妥善处理政策性信访问题,通过构建政府部门和信访群体的演化博弈模型,研究博弈双方的策略选择、动态博弈过程及演化稳定策略。结论认为:任意一方的策略选择受对方影响,政府应该根据信访群体的行为不断调整策略;调整参数,可以影响博弈策略组合,并使策略组合朝着理想区域转化。最后,提出降低群众信访成本、维护信访纪律、规范信访事项办理、严肃信访工作问责等工作改进建议。

五自由度上肢康复机械手臂的雅戈比逆矩阵

康复机器人是目前研究的热点方向之一,针对五自由度上肢康复机械手臂,通过ADAMS建立了康复手臂的几何仿真模型。在运动学分析的基础上,求解5个自由度θ1～θ5微分的解析解,得到了五自由度康复机械手臂的雅戈比逆矩阵,并对相关自由度进行了加速度仿真分析,为完善康复手臂的控制效果提供了依据。

向量化编程技术及其在大型电网潮流计算中的应用

提出一种基于向量计算的编程技术,应用该技术开发大规模程序,工作周期短,程序代码精炼,数学概念清晰,程序执行效率高.应用这种向量化编程技术,分别采用MATLAB和C语言编写了可计算大型电网的潮流计算程序.以3个不同规模的电网为测试算例,对程序的执行效率分别进行了分析比较.

自由飘浮空间机器人准刚性分解运动轨迹控制与仿真

研究轨道空间机器人操作时，基座处于自由飘浮状态的手爪准刚性运动直角坐标轨迹的分解运动控制，重点分析了广义雅可比矩阵的计算，并进行了空间单手３—ＤＯＦ的仿真，该方法可相应推广到开链多手。

2-RRU&RSR并联机构运动学传动性能分析

以2-RRU&RSR并联机构为研究对象,通过矢量方程法对机构进行位置逆解研究,得到相应的运动学方程。利用螺旋理论建立机构的雅可比矩阵,并通过对机构支链输出传动效率指数的定义对机构的运动学传动性能进行研究。

解枝的转接计算

介绍了两种解枝转接的计算方法,并运用此方法解决非平凡解枝以及不对称解枝转接问题.

探地雷达波波动成像的雅可比系数矩阵

波动成像最关键的一步就是求取成像方程的系数矩阵,也就是雅可比系数矩阵,也即波场对物性参数的偏导数矩阵。从探地雷达波满足的有限元波动方程出发,推导得到随时间可变的雅可比系数矩阵满足的波动方程,并阐述了在时间域和频率域分别求解该雅可比系数矩阵的方法。

外微分在雅可比行列式计算中的应用

通常计算Jacobi行列式的方法是通过先求出行列式的每个元素再求得行列式的值.利用相同元素的外微分为零的性质来求解Jacobi行列式,这种方法的最大优点是避开了求解变换的行列式的元素,所以比通常的方法要简便得多.作为这一方法的应用,我们计算了几个重要的Jacobi行列式,推导了矩阵F分布的顺序特征值的联合分布.