新型同伦算法及其在电机中的应用
电力系统病态潮流的同伦方法求解
电力系统病态潮流的同伦方法求解周佃民 廖培金(西安交通大学 西安 710049)摘 要本文将大范围收敛的同伦方法用于求解电力系统病态潮流,提出了一种适合于潮流方成绩坐标形式的同伦方程,经过对典型病态系统的数值计算,表明对于潮流的病态问题取得了良好的效果。
关键词 同伦方法 大范围收敛 病态潮流1 引言 潮流计算是电力系统的一项基本运算,对于研究电网性状,稳定,规划,运行等等问题都有十分重要的作用,几乎所有的电力系统的应用程序都或多或少的用到了潮流计算。
潮流计算一直受到各国学者的重视,从早期的交、直流计算台到现在的几乎成为标准方法的牛顿法和在它基础上产生的快速解耦算法[1],潮流计算经历了很大的发展。
但是,牛顿法对于初值要求严格,因此在有的情况下,潮流计算不能收敛,也就是通常所说的病态问题,从而给系统研究、运行人员带来了困扰。
潮流计算实际上就是一个高维数的非线性方程组,这个非线性方程组的解也就是潮流解,人们一直从数学上寻找各种大范围收敛的方法来求解,先后有非线性规划法[2]、最优乘子法[3]等等,其中非线性规划法由于计算量较大,所以相比之下最优乘子法是较实用的一种潮流解法[4]。
同伦方法[5]是70年代开始发展起来的非线性方程组的数值解法,其特点是通常大范围收敛,容易实施并行计算。
从80年代开始,电力系统的学者就开始把这种方法应用于电力系统,主要是潮流的多解问题[6]、病态问题,文献[7]应用同伦方法求解病态潮流,取得了良好的效果。
同伦方法的独特优点的发挥是和同伦方程的构造紧密相关的,不恰当的同伦方程构造法反而会起到相反结果,使收敛性变坏。
本文通过对极坐标潮流方程的特点的分析,提出了一种基于极坐标潮流方程的同伦方程的构造形式,使同伦方法的优点得到尽可能的发挥,并构造了相应的算法。
第11卷第5-6期1999年12月 电力系统及其自动化学报Proceedings of the E PS A Vol.11No.5-6 December 1999 本文1999年1月4日收到2 牛顿法潮流方程极坐标形式的Jacobi 短阵分析设系统除平衡节点外共有n 个节点,其中r 个PV 节点,m 个PQ 节点,b 条支路,则各节点的功率方程如下。
电动机在新区块链中的应用有哪些
电动机在新区块链中的应用有哪些在当今科技飞速发展的时代，区块链技术已经成为了一个热门话题，并且在各个领域都展现出了巨大的潜力。
而电动机作为一种广泛应用的动力设备，也在新区块链中找到了新的应用场景。
区块链技术以其去中心化、不可篡改、安全可靠等特点，为许多行业带来了创新和变革。
在与电动机的结合中，更是产生了一系列令人瞩目的应用。
首先，在能源管理领域，电动机与区块链的融合实现了更高效的能源分配和交易。
传统的能源供应模式往往存在信息不对称、能源浪费等问题。
而借助区块链技术，电动机的运行数据可以被准确记录和追踪，包括运行时间、功率消耗、负载情况等。
这些数据可以实时上传到区块链上，形成一个透明、可信的能源使用账本。
能源供应商可以根据这些数据，更加精准地制定能源供应计划，优化能源分配，降低成本。
同时，消费者也能够通过区块链平台，更加清晰地了解自己的能源消费情况，采取合理的节能措施。
此外，基于区块链的智能合约还可以实现能源的自动交易。
当电动机所在的设备处于低负载或闲置状态时，可以将多余的能源通过区块链网络出售给其他有需求的用户，从而提高能源的利用效率，实现能源的共享经济。
在工业生产中，电动机与区块链的结合有助于提升供应链的透明度和可追溯性。
在制造业中，电动机广泛应用于各种生产设备，如机床、传送带等。
通过在电动机上安装传感器，收集运行数据，并将这些数据上传到区块链，能够实现对生产过程的全程监控和追溯。
从原材料采购到产品制造、运输和销售的整个供应链环节，都可以通过区块链上的电动机数据进行追踪。
这不仅有助于提高产品质量控制，及时发现生产中的问题，还能有效防止假冒伪劣产品的出现，保障消费者的权益。
对于企业来说，能够更好地管理库存，优化生产流程，提高生产效率，降低生产成本。
在智能交通领域，电动汽车中的电动机与区块链技术的结合为交通出行带来了新的变革。
电动汽车的电动机运行数据，如电池电量、充电次数、行驶里程等，都可以通过区块链进行记录和管理。
基于同伦函数的直驱永磁同步风电机组次同步振荡特征值分析
基于同伦函数的直驱永磁同步风电机组次同步振荡特征值分析王淼;赵峰
【期刊名称】《电机与控制应用》
【年(卷),期】2018(045)009
【摘要】为了研究直驱永磁同步风电机组的次同步振荡问题,建立了典型的风电系统数学模型.在使用传统特征值分析法的基础上,利用同伦函数代替参与因子法,准确且直观地辨识出系统振荡模态特征值对应的状态变量.在此基础上进一步分析状态变量对应的参数对系统振荡模态特征值的影响.最后,通过PSCAD/EMTDC平台进行时域仿真.结果表明:直流电压控制外环积分系数和电流控制内环比例系数对系统的次同步振荡有很大影响.
【总页数】8页(P89-96)
【作者】王淼;赵峰
【作者单位】兰州交通大学自动化与电气工程学院,甘肃兰州730070;兰州交通大学自动化与电气工程学院,甘肃兰州730070;兰州交通大学光电技术与智能控制教育部重点实验室,甘肃兰州 730070
【正文语种】中文
【中图分类】TM315
【相关文献】
1.基于反馈线性化技术的直驱永磁同步风电机组低电压穿越研究 [J], 魏杰;邱晓燕;陈光堂;崔伟;张冰冰;庄哲;郑乔
2.直驱永磁同步风电机组次同步振荡建模与分析 [J], 刘为杰;姜建国
3.基于改进VMD和SOBI算法的直驱永磁同步风电机组次同步振荡模态辨识 [J], 王雅娴;赵峰
4.基于阻抗特性多项式拟合的直驱风电机组次同步振荡稳定判据 [J], 于永军;王利超;张明远;肖仕武;张馨元
5.基于阻抗特性多项式拟合的直驱风电机组次同步振荡稳定判据 [J], 于永军;王利超;张明远;肖仕武;张馨元
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电机控制算法讨论 ppt课件
2 2 2 u sd u sq Vmax 2 2 2 isd isq I max
7
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当电机运行在高速区时，电机电压方程里的旋转反电动势远大于定子电阻压降，忽 略定子电阻压降，并代入到限制方程，则限制方程可改写为：
2 2 2 u sd u sq Vmax
20PPT课件（源自）.分析转子的磁极位置：Ev Eu Ev Φ Eu Euv Ew Euv Ew Φ磁通 Z
由于UVW是负序，即Euv滞后Eu 30°，则Z信号出现在Eu 0°位置上，由于相 反电动势滞后磁通90°电角度，如图所示，所以Z信号所在的位置即磁极D轴所 在的位置，D轴与U相夹角为0度。 即，若使永磁电机的模型得到线性解耦，在检测到转子位置时，使电流相位的 偏移角度 为0即可。
3 f iq Ld Lq id iq 2
电机输出的电磁转矩方程为：M m
考虑到一般伺服电机的转子为圆筒表贴式结构，则电机气隙磁场分布均匀， 那么电机的反电动势成正弦分布，即，L L L
d q a
M m f iq 则电磁转矩方程可改写为： 2
由转换结果可以得出，若想d轴电流为零，即令 为180°或0°，也就是说在 得知转子的具体位置时，进行PARK变换时变换角度 a 叠加 .这样即可在控制 侧达到近似解耦的效果。
15
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统一控制框图
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VF控制算法框图
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二、具体实现及一些细节问题的讨论
1.永磁同步电机的磁极位置检测 位置传感器主要是光电编码器，主要分为增量型和绝对性编码器。 国内用于位置控制的码盘主要是采用混合型编码器，具体参数如下： Z与U相信号 的关系及 UVW与转子 磁极的关系
永磁同步电机控制算法综述
永磁同步电机控制算法综述一、本文概述随着能源危机和环境污染问题的日益严重，高效、环保的电机及其控制技术成为了研究热点。
永磁同步电机（PMSM）作为一种具有高功率密度、高效率以及良好调速性能的电机，广泛应用于电动汽车、风力发电、工业自动化等领域。
为了实现永磁同步电机的精确控制，提高其运行性能，研究永磁同步电机的控制算法至关重要。
本文旨在综述永磁同步电机的控制算法，包括其基本原理、发展历程、主要控制策略以及优缺点。
通过对不同类型的控制算法进行梳理和评价，为永磁同步电机的控制策略选择提供理论依据和实践指导。
同时，本文还将探讨永磁同步电机控制算法的未来发展趋势，以期为相关领域的研究人员和技术人员提供参考和借鉴。
在本文中，我们将首先介绍永磁同步电机的基本结构和运行原理，为后续的控制算法分析奠定基础。
接着，我们将重点介绍几种主流的永磁同步电机控制算法，如矢量控制、直接转矩控制、滑模控制等，并详细分析它们的实现原理、优缺点及适用场景。
我们还将讨论一些新兴的控制算法，如基于的控制算法、无传感器控制算法等，以展示永磁同步电机控制算法的最新进展。
我们将对永磁同步电机控制算法的发展趋势进行展望，探讨未来可能的研究方向和技术创新点。
通过本文的综述，我们期望能够为永磁同步电机的控制算法研究提供全面、深入的视角，推动永磁同步电机控制技术的不断发展和优化。
二、PMSM的基本原理永磁同步电机（PMSM）是一种利用永磁体产生磁场的电机。
与传统的电励磁同步电机相比，PMSM不需要额外的励磁电流，因此具有更高的效率和功率密度。
PMSM的基本原理主要基于电磁感应和磁场相互作用。
PMSM的核心部件是永磁体和电枢绕组。
永磁体通常位于电机转子上，产生一个恒定的磁场。
电枢绕组则位于电机定子上，通过通入三相交流电产生旋转磁场。
当旋转磁场与永磁体磁场相互作用时，会产生一个转矩，使电机转子开始旋转。
PMSM的旋转速度可以通过控制电枢绕组中的电流频率和相位来调节。
基于混沌神经网络算法的永磁同步电动机优化设计
当自反馈连 接权ｚ（ 以指数 方式 （ ｉ） ｉ） ｔ 即ｚ（ ＝ ｆ
Ｚ （） ’ 趋 于零 时 ， 网络 逐 渐退 化为 一 个 ｉ０ ｅ ） 此 ＨＮＮ。 故此 网络用来求解非线性优化 问题的过 ｖ 程可分为两个阶段 ： 混沌搜索阶段和梯度收 ｇ Ｙｎｅ ｇ Ｌ
ＣＳ Ｚｈ ｚ ｏ ｅ ｔｉ ｃ ｍｏ ｉ ｅ Ｃｏ ， ｔ Ｒ ｕ ｈ ｕ Ｅｌ ｃ ｒｃＬｏ ｏ ｔ ． ｄ ｖ Ｌ
摘
要 ： 沌 神经 网络算 法 是 把混 沌 特性 和 ＨＯ ． 混 Ｐ
常 的活 动 ， 沌 动力学 为人 们研 究 神 经 网络 提 供 混
本文 选 择 的混沌 神 经 网络 算法在 电机 效率 、
演 化 了足 够小 时后 ， 过一 个 连 续 的 混沌 搜 索 过 通
神经元ｉ 的输入偏置 ；
一
正的参数；
程， 网络逐渐趋于稳定的平衡点。 利用此特性 对
一
正的标度参数；
时变参量 （≤ ） Ｏ ≤１ ；
一
永磁 同步 电动机 进 行优化 设计， 取得了较 好 效
果。
一
神 经膜 的阻 尼 因子 （ ≤后 ） ０ ≤１ ；
计得到合 理 的电磁结 构 。 电机 的优 化设计实 而
质上是一种多约束变量的复杂 的非线性优化 问 题。 多年来， 人们研究了各种优化算法， 取得了很 大的成绩。 但随着永磁 电机等各种特种电机的广
ｂ ｚ ｆ 随 时 间的 演化 ） （） 图 １ 单个 神经 元 的 时 间演 ４ａ ０ ＝ ．０ ９ ｇ ＝ ， Ｏ０ ０
永磁同步电机原理及其应用
永磁同步电机原理及其应用
一、原理：
在永磁同步电机中，定子通过三相交流电源提供供电。
当定子绕组通
电时，产生的磁场与转子上的磁场相互作用，产生电磁力。
通过控制定子
电流和转矩的关系，可以实现对永磁同步电机的转速和转矩进行精确控制。
二、应用：
1.工业领域：永磁同步电机广泛应用于工业生产线上，用于驱动各种
设备和机械。
由于永磁同步电机具有较高的效率和稳定的转速特性，可以
实现精确的控制，因此被广泛应用于机床、风力发电等工业设备中。
2.交通领域：永磁同步电机在交通工具中应用广泛，如电动汽车、电
动自行车等。
与传统的燃油车辆相比，电动交通工具具有无污染、无噪音、低能耗等优点，而永磁同步电机则是实现电动化的核心驱动装置。
3.航空航天领域：永磁同步电机在航空航天领域也有重要应用，如用
于无人机、飞机净化单位等设备中。
由于永磁同步电机具有高效率和高动
态响应的特点，可以提供稳定的动力输出，因此在航空航天领域中得到广
泛应用。
4.家电领域：永磁同步电机也被广泛应用于家电产品中，如洗衣机、
冰箱、空调等。
由于永磁同步电机具有高效率和可靠性，可以提供稳定的
动力输出，因此在家电产品中取得了良好的性能表现。
综上所述，永磁同步电机具有结构简单、效率高、动态响应快等优点，在工业、交通、航空航天和家电等领域都有广泛的应用。
随着技术的不断
创新，永磁同步电机的性能将进一步提高，应用领域也将得到进一步拓展。
基于SVPWM算法的永磁同步电机闭环控制ppt
当d轴定向在转子上时，即为转子磁 场定向控制。此时，直轴电流id=0, 由电磁转矩方程式（1.9）可以看出， 磁阻转矩为零，只调节交轴电流iq 便可以线性的控制电磁转矩。
我们可以把永磁同步电机的永磁体视作直流电动机的励 磁组，然后把d轴定位在永磁体的磁动势的轴线方向上，q轴 定位在超前d轴90°电角度的方向上，则q轴的方向就相当于 直流电动机的电枢磁动势方向，因此，永磁同步电动机就可 等效为一台旋转的直流电动机。
谢谢！
其中，Clark变换、Park变换已在前面介绍，用到的角度由编码器反馈 经过计算后得到。经过变换后，三相定子电流解耦变成两个直流分量iq和 id，在实际中矢量控制的目的是使id趋近于零、iq跟踪速度调节器的输出。 控制分别由三个PI调节器完成。
系统中，PI调节器采用的为增量式算法，具体公式如下：
(3.1)
永磁同步电机伺服控制系统
目录
一、永磁同步电机矢量控制系统
1.1 永磁同步电机的结构和数学模型 1.2 永磁同步电机矢量控制基本原理
二、永磁同步电机的 SVPWM 控制
2.1 空间矢量调制理论 2.2 SVPWM算法程序实现
三、永磁同步电机双闭环控制系统
3.1 矢量控制系统结构
一、永磁同步电机矢量控制系统
图 2.1交流调速系统主电路图
2.2 SVPWM算法程序实现
基于空间电压矢量的调制原理，可以得到空间电压矢量调制 的实现步骤：
①判断参考电压矢量Uout所在的扇区 确定Uout位于哪个扇区后，就可确定Uout是其由哪两个相邻基本电压空 间矢量合成。（利用扇区号 N=4*C+2*B+A，只需经过简单的加减及逻 辑运算即可确定所在的扇区，对于提高系统响应和进行仿真都很有意义 ）
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对 于多项 式 方 程 组 Ａ， 如 果 Ａ 的解 已知 ， Ｂ，
１ ２，＝ ｌ ｌ，ｚ ０ ，… Ｐｚ ） ２ ； （
【 ｚ ， ｚ … ， Ｐ （ ｌｚ ， ｚ ）： ０
将 Ａ 的参数作微小的变化 ， 的解也发生微小的 Ａ 变化 。跟 踪 Ａ 的解 ， Ａ 的参 数发 生变 化 到与 Ｂ 当
很难实 现消元 。传 统 的数值 方法 存 在需要 选定 合 适 的初值 及 不易求 出全 部解 两个 重 要 问题 。求 解 非线 性方 程组 的 区间分 析 法是一 种 大范 围收敛 的 求 解非 线 性 方 程 的 方 法 。理 论 上 可 以 求 出 全 部 解， 但仍 然需 要 确 定 合适 的初 始 区 间口 。该 方 法 ］ 不需要 预先 给 出合 适 的初 始值就 能 使方 程组在 范 围 内求 收敛 ， 得 全 部解 。连 续 法 引入 电力 系 统 获 领域后 ， 取得 了成功 ， 得 不需构 造 初始 值就 可 以 使 求 出全 部解 。文 献 ［ ～１］ 用 连 续 法 的 关 键 之 ４ ３应
的参 数相 同时 ， 是得 到 Ｂ 的解 。求解 过程 为 ： 于 （） １ 根据所 研 究 的问题 建 立方 程 组
Ｆ（ ｚ）一 ０ （） １
如 何快 速而有 效地 求 出非 线性 方程 组 的全部 解， 是数 学工作 者 和工 程专 家都 十分 重视 的 问题 。
对方程组的求解 ， 传统 的方法有消元法与数值迭 代 法 。消元法 的 技 巧性 很强 ， 许 多 复杂 的 问题 且
现方法 。实例计算表 明了该方法的实用性 、 有效性， 电机参数 多解 问题提供 了新 的方 法。 为 关键词 ：电机 Ｉ同伦算 法 ｌ同伦函数 ｌ ＭＡＰ Ｅ语言 ｌ工具箱 Ｌ
中 围分 类 号 ： ４ １２ ６ ＴＭ７ ２ Ｆ ７．６ ； １ 文 献标 识码 ：Ａ
０ 引 言
第２ ７卷
２ 新的同伦 函数 的构造及软件 实现
２ １ 新的 同伦 函数的构 造 ． 新 的方法如下 ：
程 ， 加 载 Ｒｏ ｔＦ ｎ ｉｇ软 件 包 ， 用 函 数 Ｈｏ 并 ｏ ｉｄｎ 调 —
ｍｏ ｏ ｙ ） 可 。 ｔｐ （ 即
３ 实例 验 证 ［ １ ］
计及 磁饱 和 的同步 发电机 稳态 运行 时内部变
电机系 统 中许 多包 含 非线 性 因素 （ 如饱 和） 的 问胚 往 往 可 以 统 一 转 化 为 求 解 非 线 性 方 程
组 ・ 。 引： ｆ ｌｚ ，２ … ， Ｐ （ １ｚ ， ｚ ）＝ ０
供了一种新的简便方法。
ｌ 一般 同伦算法 回顾
为 了便 于讨 论 文 中 的改 进 方 法 ， 一 般 同伦 将
（） ４ 的解 ； ｔ 当 ＝０时 ， 程 组 （ ） 解 就 是待 解 方 方 ４的
程组 （ ） １ 的解 。
文 中研究 了 一种 新 同伦 函数 构 造 方 法 ， 用 并 ＭＡＰ Ｅ１ ． 件 工 具 箱 实 现 了通 用 算 法 的 程 Ｌ ０ ０软 序， 给出了计算 实例 ， 电机参 数 多解 问题 求解 提 为
Ｈ （ ， ）一 ０ ￡ｚ （） ４
是如何 精确 地进 行 跟踪 同 伦数 ， 研究 得 不多 ， 则 相关
报道也 少 。
当 ＝１时 ， 方程 组 （ ） ４ 的解 与 方程 组 （ ） ２ 的解
相 同 ， 同伦参 数 ｔ 渐 变 化 到 ０ 并 跟 踪 方程 组 让 逐 ，
维普资讯
第２ ７卷第 ４期
：
旦：
！
长 春 Ｔ 业 大 学 学 报（ 自然科 学版）
坚 ！Ｉ Ｔｅｏ ｌｙＮｔ ｃ Ｅｉ ｎ Ｖ １７ ｏ４ 璺 翌ｔ ｅ ｎｏ （ａ Ｓｉ ｄｉ） ｏ２。 ． ｈ ｏ ｇ ｌ ｅ ｔ ｏ ． Ｎ
一
式 中 ， （ ）一 （ （ ） Ｆ （ ， ， （ ） ， Ｆｚ Ｆ。ｚ ， ２ｚ） … ｚ ）
ｚ一 （ ｌｚ ， ， ’ Ｆ（ ） ｚ ，２ … ｚ ） ｒ， ｚ 的阶数 为 ｄ 。
（） ２ 构造 全部 解 已知 的初 始方 程 组
Ｇ（ ｚ）一 ０ （） ２
式中， ｚ 一（ ｚ ，：ｚ ， ， ｚ ） ， Ｇ（ ） Ｇ （ ） Ｇ （ ） … Ｇ （ ） ’ ｒ
（） ５
（） １ 根据研 究 的问题建 立方程 组
Ｆ（ ）＝ ＝ ＝０
量 的求解 。
式 中 ， （ ） （ １ ） Ｆ （ ） … ， （ ） ｚ Ｆ ｚ ： Ｆ （ ， ２ｚ ， ） ，
一
般 取 Ｇ （ ） 一 １ ；ｚ 一ｚ 。
（ ） 造 同伦 函数 ３构
Ｈ （， ￡ ｚ）＝ １ ￡ Ｆ（ ４ ｙ ） ＝ ＝（ 一 ） ｚ）－ Ｇ（ －ｔ （） ３
式 中 ，∈［ ，］ ｙ 加为任 意 不 为 零 的 复常 ｔ Ｏ １ ， ＝ｅ
数。
（ ） 踪 同伦 函数 求解 ， ４跟 构造 同伦方程 组
收 稿 日期 ： ０ ６ ０ —０ ２ ０—６１
作者简介 ： 蔡明 山（９ ８ ， 。 １６ 一） 男 湖南 常德人 ， 湖南文理学院副教授， 工学 硕士 ， 主要从 事 电机 控制 、 电力系统 及其 自
动化研究．
维普资讯
３６ ６
长 春 工 业 大 学 学 报（ 自然科学版）
Ｄｅ ．２ ０６ ｃ ０
文 章 编 号 ： ０ ６２ ３ （０ ６ ０ —３ ５０ １ ０ —９９ ２ ０ ）４０ ６ －４
新 型 同伦 算 法及 其在 电机 中的应 用
蔡 明山
（ 南 文 理 学 院 电气 工 程 系 ． 南 常 德 湖 湖 ４ ５０ ） １０ ０
摘
要： 通过构造新型 同伦函数 并结合 Ｍａ ｌ ｐ ｅ高级程序设计语言的通用工具箱 ， 出了同伦算 法的原理与实 提