基于VPP碳流计算的多目标多时间尺度优化调度

为研究虚拟电厂低碳经济运行策略,以虚拟电厂能流和碳流模型为基础,执行了多目标多时间尺度优化调度。首先,基于碳流走向建立虚拟电厂低碳经济运行的非线性多目标规划模型,并采用归一化法向约束法进行求解。然后,建立了基于动态矩阵控制算法的有限时域优化模型,对日前结果进行跟踪优化和反馈校正,以降低不确定性因素的影响。最后,仿真对比实验验证了所提调度策略能在保证碳流计算精度超过95%的前提下实现虚拟电厂低碳经济运行。

考虑多目标的变电站电压无功控制方法优化研究

电压无功控制能保证地区电网安全、优质和经济运行。针对传统变电站自动电压控制(automatic voltage control,AVC)方法仅考虑电压和无功是否合格,容易造成设备反复动作的情况,提出一种新的10 kV AVC方法。本文以电压、无功合格率和主变分接头、电容器动作次数为决策变量,兼顾系统的安全性和经济性,建立计及多因素的配网AVC方法优化模型,设计基于粒子群算法(particle swarm optimization,PSO)的AVC方法优化步骤。以某变电站为案例进行分析,案例验证了本文方法在保证电压和无功合格率的同时,能有效降低设备动作次数,为电网调度员在进行电压无功控制时提供了优化方案。

基于最优控制的AMT/DCT离合器通用起步控制

依据自动变速器离合器从动侧运动状态判别离合器的起步与换挡状态,建立电控机械式自动变速器(Automated manual transmission,AMT)和双离合器自动变速器(Dual clutch transmission,DCT)的离合器起步统一动力学模型,采用线性二次型最优控制方法,将冲击度转换为最优控制的约束条件之一,以滑摩功最小为目标,通过AMT离合器起步、DCT单离合器起步和DCT双离合器起步时的状态变量选择、参数设置和约束条件修改,实现了AMT和DCT统一的离合器最优起步控制。仿真与试验结果表明,上述方法能够实现AMT和DCT离合器起步控制的通用化,从而为AMT/DCT自动变速器通用开发平台的构建奠定了基础。

具有关节限位的7R仿人机械臂逆运动学优化

针对7R仿人机械臂运动优化问题,建立了基于臂角参数的逆运动学封闭解,并采用解析法确定了关节限位约束下臂角参数的有效范围。此外,定义了一种新的关节位置评价函数,将避关节限位的优化指标转化为虚拟转矩。在此基础上,提出一种自寻优方法,用于解决机械臂避关节限位的运动优化问题。仿真结果表明:本文方法能准确地确定臂角的有效范围,同时能快速有效地完成机械臂运动学优化任务。

基于BFGS信赖域算法的孤岛微电网潮流计算

分散下垂控制策略的孤岛微电网,系统中没有平衡节点,多个下垂控制的分布式电源(distributed generator,DG)装置参与系统频率的调节并达到新的频率稳态值,传统配电网潮流计算方法将不再适用。针对分散下垂控制策略的孤岛微电网潮流计算,提出基于BFGS信赖域算法的潮流计算新方法。把DG装置处理为PQ节点、PV节点和下垂节点3种类型,建立下垂节点潮流计算模型;分析非线性节点功率方程组的求解,并将其转化为无约束最优化问题,再采用带BFGS修正的信赖域算法进行求解,得到系统稳态频率及各节点电压。对改造后的37节点孤岛微电网系统应用提出的方法进行潮流计算,验证了算法的正确性和有效性。

基于改进蚁群算法的搜索机器人路径规划

针对搜索机器人路径规划问题,提出了一种改进的蚁群算法。算法构建一个栅格环境模型,并设置禁忌策略将部分栅格归为禁忌栅格以避免路径死锁;采用折返蚂蚁,且正向与反向蚂蚁分别采用不同搜索策略,来提高算法的收敛速度;构造路径综合评定目标函数,提高搜索最优路径的能力。实验表明:即使在复杂的环境中,本文算法也能快速地规划出最优路径。

基于遗传算法优化的神经网络PID控制器

提出了一种新的改进遗传算法优化的神经网络PID控制器。该方法设计了基于性能指标的适应度函数、自适应的交叉概率、变异概率,引入移民的遗传算法,从而有效地抑制了早熟和维持种群多样性,保证了得到的优化参数为最优参数。该方法为非线性被控对象的控制提供了一种最优参数控制器设计途径。仿真结果证明:利用改进遗传算法设计的控制紧闭环性能优越,鲁棒性强。

自动引导系统中的类比例导引法

以自动引导过程中的脱靶量最小为目标 ,应用最优控制的相关理论 ,得出了自动引导系统中的一类新的导引方法——类比例导引法 ,与比例导引法相比 ,它充分考虑了目标和载机的机动。最后 ,对所得结论进行了数字仿真 。

基于LMI方法的不确定性系统PID控制器设计

针对具有不确定项的一类离散系统,设计了PID控制器,并采用LMI法优化控制器参数,得到一组控制器参数的优化解。该方法可与PID算法简单快速的特性相匹配。理论分析表明该方法是收敛的。仿真实验得出该控制算法具有很强的鲁棒性。

正装优化法确定斜拉桥合理施工状态

为确定斜拉桥的合理施工状态,使其成桥后达到理想成桥状态,采用正装优化法,建立索力优化的二次规划模型,并在模型中引入加权系数来更好地实现多目标控制参数的调整,使理想成桥状态下控制目标的不闭合差降至最低。运用该正装优化法对仙桃汉江公路大桥的施工张拉索力进行了优化计算。结果表明,该方法力学概念明确、计算速度快,克服了倒拆法等确定施工状态时难以闭合的弊端。

空间多姿态下自动钻铆托架变形分析与调平方法

飞机壁板自动钻铆系统中托架具有自重大、跨距长、变形量大等特点,其变形误差随工作姿态的不同而改变,从而导致壁板钻铆超差。文章在对自动钻铆托架结构设计基础上,建立了托架横梁弯曲变形模型,根据钻铆点位与横梁变形曲线的空间关系构建了壁板钻铆点位变形量数学模型;针对传统调平补偿方法无法精确满足托架变形量动态变化的问题,采用迭代优化方法建立了托架多姿态变形补偿调平算法;并采用有限元仿真方法分析了托架处于各角度时钻铆点位的变形量及外法线向量;将理论算法数据与仿真数据进行了对比分析,验证了文中提出的托架变形分析与调平算法的正确性和有效性。

电站锅炉飞灰含碳量的优化控制

利用人工神经网络对锅炉飞灰含碳量进行建模，并采用混合遗传算法与复合形法进行运行工况寻优，获得当前最佳的锅炉燃烧调整方式，这种方法同时解决了锅炉变工况下运行参数基准值的问题。应用该模型对某台300MW四角切圆燃煤电站锅炉的飞灰含碳量进行优化控制研究，其结果可指导运行人员进行参数优化调整，降低锅炉飞灰含碳量，提高燃烧经济性。

井口安全控制系统自控部分现状分析及优化

井口安全控制系统的稳定可靠是油田气井安全生产的保障。现场应用表明,基于电-液工作原理的井口安全控制系统故障多源于自控部分,为了从本质上提高系统的可靠性,需对现有系统的自控部分进行分析和优化。分析了塔里木油田井口安全控制系统的工作原理及特点;针对系统自控部分现状,从自动化架构、安装接线、运行环境等因素,指出了系统自控部分现存的问题;提出了自控部分优化方案和整改建议。控制柜应进行通风散热、减振等设计,采用改进型高度集成化的自动化架构(冗余控制器)等研究结果可为油田高压油气井井口安全控制系统优化改造和后续采购提供参考依据。

输油管道过渡过程最优控制策略

分析了水击产生的原因,结合瞬变流动控制的基本理论,分析了管道不稳定流动的水击保护的各种方法,基于鲁皖成品油管线部分水击工况的超前保护的仿真模拟,指出超前保护控制系统的优缺点,提出了过渡过程主动控制决策系统的研究方法。以大落差输油管道停泵事故为例,采用空间特征线方法与最优化方法对管道的限压及限时反问题进行了求解,得到了停泵保护的阀门最优调节规律及系统最小水击压力。实例分析结果证明了输油管道主动控制系统的优越性,对输油管道调度控制具有实际的指导意义。

基于自动微分技术的含UPFC电力系统最优潮流

根据UPFC的稳态潮流模型,提出了基于原对偶内点法与自动微分(AD)技术相结合的含UPFC最优潮流算法。采用自动微分技术实现了雅可比矩阵和海森矩阵的自动生成,减少了微分表达式的推导,从而提高了开发效率。算例仿真结果表明,该算法对含UPFC的OPF模型具有良好的适用性和收敛性。

关于混凝土坝基渗流系统最优控制计算的乘子方法

研究了乘子方法应用于混凝土坝基渗流系统最优控制的计算，构造了其逼近程序，并证明了这种方法在适当的Ｈｉｌｂｅｒｔ空间中的收敛性．

城市暴雨防洪系统中调蓄削峰设施研究

目的优选调蓄削峰设施,加固城市防洪排涝系统,快速削减城市内多余的雨水.方法建立一整套城市雨水系统削峰调蓄方法的优选模型,采用城市的降雨资料直接推求暴雨公式,年超大值法选取降雨样本,利用SCS雨型对降雨量进行24 h雨量时程分配,采用初损-后损法计算径流量,用瞬时单位线法模拟各雨水口流量过程线,核算现有城市雨水系统的过水能力,确定调蓄设施的设置位置.根据调蓄设施的位置和调蓄容积,分别对调蓄池和调蓄管进行详细的参数计算和直接建设费估算,最终选出最优方案.结果直接计算出设计要求重现期降雨量,避开现有城市暴雨强度公式不适用于大设计重现期的问题,解决了计算繁琐,计算量大且易出错的问题.结论采用初损-后损法推求设计降雨的径流量,系统即适用于大范围地区的径流量计算,同样适用于小范围地区的径流量计算.近期降雨实测资料进行推求可以摆脱样本资料年限上的限制.

改进遗传算法在水电站AGC中的应用研究

随着电力市场改革的不断深入,自动发电控制(AGC)在水电站运行中占有的地位越来越重要。本文通过对遗传算法进行浮点数编码,并按照DCPM方法设计相应的遗传操作,得到了用DCPMFGA求解最优负荷分配的方法。实例验算表明所提出的算法较之等微增率算法具有较小的耗水量,尤其是当机组台数增多时,本算法的优越性更加明显。

基于AMS结构分析的串接链可达集求解与优化设计

串接链分配法将包含推力矢量操纵面在内的所有舵面按照优先级分为若干组,对于期望的转矩指令,如果优先级高的一组无法有效分配则启用次级操纵面,如何使基于串接链设计的分配系统根据期望转矩的大小对各组舵面进行自动调用与分配是一个难点。文章对串接链的可达转矩集进行了求解,将各组舵面所能有效分配的最大转矩值作为分配系统实施舵面调用与管理的阈值。串接链的转矩可达集是复杂的非凸几何体,解析方法无法求解,文中通过对分配系统AMS的几何构造分析,提出了一种基于微元的串接链可达集数值求解算法。将串接链的分配效率作为适应度函数,通过遗传算法选择具有最大可达集的广义逆阵,提高了算法的分配效率。

考虑笼型转子趋肤效应的无轴承异步电机矢量控制优化

针对无轴承异步电机启动和运行时趋肤效应带来的转子参数变化问题,该文提出了一种基于有限元计算和最小二乘原理的转子参数辨识方法。在分析电机悬浮机理和构建其有限元模型的基础上,计算了不同转子电流频率下转子的电阻、漏感值,获取趋肤系数变化曲线。基于数学模型推导分析了趋肤效应对电机转子磁场定向和悬浮控制的影响。采用最小二乘法对转子参数进行曲线拟合,提出一种考虑趋肤效应的无轴承异步电机矢量控制优化,通过拟合辨识获得转子参数的实时值,提高控制系统转矩和悬浮性能,并搭建电机试验平台进行试验验证。试验结果表明,与未考虑趋肤效应的控制方法相比,采用转子参数辨识能够缩短电机转速响应时间0.05 s,响应速度提高了25%,并且电机转子的x、y方向位移幅值降低50%左右,具有良好的转矩特性和悬浮性能。该研究可为无轴承异步电机控制系统优化提供参考。