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基于状态矩阵的铁路枢纽列流图编制方法

交通运输系统工程与信息 2019年第6期19卷 156-162页

作者：王保山骆晖刘海东北京交通大学交通运输学院北京100044 中铁第四勘察设计院集团有限公司线站处武汉430060

针对铁路枢纽网络结构复杂、列流图绘制工作难度大的特点,研究铁路枢纽列流图的自动编制算法.根据铁路枢纽内车站连接方向多,列流线在站内交错衔接疏解困难的特点,为车站接入点引入状态矩阵,利用状态变量记录列流线在车站区域的分布状态... 详细信息

针对铁路枢纽网络结构复杂、列流图绘制工作难度大的特点,研究铁路枢纽列流图的自动编制算法.根据铁路枢纽内车站连接方向多,列流线在站内交错衔接疏解困难的特点,为车站接入点引入状态矩阵,利用状态变量记录列流线在车站区域的分布状态.以列车类型作为一级排序,相同类型按列流径路从长到短的次序铺画列流线,借助指示线段实现列流量的标注.采用所提算法开发了枢纽列流图编制软件,基于枢纽网络图和列车流矩阵,通过人机交互定义车站及连接线布局,实现列流线的快速编制与信息标注.通过实例证明了算法的有效性和可行性.

关键词：铁路运输列流图状态矩阵铁路枢纽规划计算机辅助设计

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转子系统状态矩阵与稳定性分析

东北大学学报（自然科学版） 2009年第7期30卷 1018-1021页

作者：王正浩袁惠群东北大学机械工程与自动化学院辽宁沈阳110004

建立了考虑机匣弹性和陀螺力矩以及轴承回转动力激励时的悬臂双盘转子系统的动力学模型和运动微分方程.根据稳定性理论,由状态矩阵特征值的性质,分析了一些结构参数对转子系统稳定性的影响.结果表明:轴承回转动力激励、轴承刚度和转速... 详细信息

建立了考虑机匣弹性和陀螺力矩以及轴承回转动力激励时的悬臂双盘转子系统的动力学模型和运动微分方程.根据稳定性理论,由状态矩阵特征值的性质,分析了一些结构参数对转子系统稳定性的影响.结果表明:轴承回转动力激励、轴承刚度和转速对系统稳定性均有较大的影响;增大阻尼和机匣刚度对系统稳定运行有利;存在一个临界轴承刚度,当轴承刚度大于临界轴承刚度时,系统存在运动稳定区域,否则系统不存在运动稳定区域.

关键词：转子系统状态矩阵稳定性轴承回转动力激励临界轴承刚度

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基于状态矩阵的高压共轨系统喷油稳定性研究

内燃机工程 2016年第6期37卷 156-163页

作者：白云范立云马修真闫昕刘洋哈尔滨工程大学动力与能源工程学院哈尔滨150001

在AMESim环境下建立了高压共轨喷油系统的数值仿真模型,通过试验对比证明了所建模型能够准确表征系统的喷射特性。基于数值摄动方法,得到了喷油过程中系统的状态矩阵,并对其进行了分析。通过系统状态矩阵的特征值分布,分析了高压共轨系... 详细信息

在AMESim环境下建立了高压共轨喷油系统的数值仿真模型,通过试验对比证明了所建模型能够准确表征系统的喷射特性。基于数值摄动方法,得到了喷油过程中系统的状态矩阵,并对其进行了分析。通过系统状态矩阵的特征值分布,分析了高压共轨系统喷油过程中的稳定性及其影响因素。研究结果表明:系统状态矩阵的秩主要受电磁阀和针阀运动的影响;高压供油泵的脉动供油是影响系统喷油过程中系统稳定性的主导因素;压力波在系统内的传播、反射和叠加是喷油过程中系统处于非稳定状态的主要原因;喷油阶段针阀开启减弱了压力波反射,抑制了系统的振荡特性,增强了系统的稳定性;电磁阀球阀运动导致的强阻尼作用是系统稳定性的主要影响因素。

关键词：内燃机状态矩阵高压共轨喷油稳定性

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小干扰稳定分析中状态矩阵的快速形成

电测与仪表 2015年第10期52卷 56-60,91页

作者：罗丹王克文王君亮郑州大学电气工程学院郑州450001 国网河南省电力公司电力科学研究院郑州450052

电力系统小干扰稳定分析中形成状态矩阵的计算需求随系统规模扩大而急剧增加。通过分析状态矩阵的形成过程、重组相关算式、引入矩阵降阶求逆等方法,提高计算速度。针对插入式建模技术,将一阶状态传输块、关联矩阵和一阶导数的算式混合... 详细信息

电力系统小干扰稳定分析中形成状态矩阵的计算需求随系统规模扩大而急剧增加。通过分析状态矩阵的形成过程、重组相关算式、引入矩阵降阶求逆等方法,提高计算速度。针对插入式建模技术,将一阶状态传输块、关联矩阵和一阶导数的算式混合;通过进一步的算式变换,形成状态矩阵的最终表达式。矩阵求逆采用分块矩阵降阶求逆的方法,矩阵存储采用三元组技术,处理循环及独立的程序段等采用Open MP技术的并行计算功能。对两个不同规模的算例进行分析比较,验证所提方法的有效性。

关键词：状态矩阵矩阵求逆稀疏技术 OpenMP

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用状态矩阵设计多变量多状态时序电路

江汉石油学院学报 1990年第2期12卷 66-72页

作者：吴吉波江汉石油学院电子工程系

文中介绍了用状态触发矩阵、编码矩阵设计多变量多状态时序线路和离散系统的原理与方法,着重讨论了时序线路的数学模型、建立状态触发矩阵和编码矩阵、应用有关定理及公式作技术实现等问题。文章通过一个设计实例,阐明了应用此方法的具... 详细信息

文中介绍了用状态触发矩阵、编码矩阵设计多变量多状态时序线路和离散系统的原理与方法,着重讨论了时序线路的数学模型、建立状态触发矩阵和编码矩阵、应用有关定理及公式作技术实现等问题。文章通过一个设计实例,阐明了应用此方法的具体步骤。该方法简便有效、实用性强,使多变量多状态时序线路的设计易于实现。

关键词：状态矩阵时序电路信息处理

基于OpenMP的电力系统状态矩阵的构建与并行计算研究

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基于OpenMP的电力系统状态矩阵的构建与并行计算研究

作者：张伯谦昆明理工大学

学位级别：硕士

随着世界电网规模的不断扩大,电力系统对应的状态矩阵的阶数也在随之增多,状态矩阵构建的难度自然也会暴增。本文将引入OpenMP技术、矩阵分块等方法,提高电力系统状态矩阵构建的速度。插入式建模技术能够将电力系统的相关元器件全部模块... 详细信息

随着世界电网规模的不断扩大,电力系统对应的状态矩阵的阶数也在随之增多,状态矩阵构建的难度自然也会暴增。本文将引入OpenMP技术、矩阵分块等方法,提高电力系统状态矩阵构建的速度。插入式建模技术能够将电力系统的相关元器件全部模块化,根据其状态与非状态变量的不同转化为各类传输模块的集合。这个方法能任选输入输出信号,且在新的电力元器件的增减时对模型的修改较小,能够很直观的形成状态空间方程。不过这个方法处理出来的状态空间方程要构建出状态矩阵需要进行相当繁琐的矩阵运算,因此需要将这些构建过程中的系数矩阵重组和扩展。经过插入式建模技术和矩阵重组与扩展处理后的状态空间方程,矩阵的阶数依然相对较高,在构建过程中高阶数矩阵的求逆和代数运算等耗时较多。为了加快相关矩阵的运算,可以对高阶数矩阵进行分块降阶,将一个大型矩阵的求逆运算转变为多个阶数较小的矩阵的求逆;再运用高斯消元法直接在初始的矩阵上运算,一定程度上降低矩阵运算对内存的占用。面对状态矩阵构建过程中大多数系数矩阵都是稀疏矩阵的事实,采用海格迭代法缩减其外形与贷款,再以三元组顺序表法进行压缩存储,降低运算之前的存储容量和访问消耗的时间。在用fortran语言编写基础程序后,可以用OpenMP技术对其中适当的代码段进行并行处理。本文在Visual Studio 2010的平台中、在Intel Fortran 13SP1的环境下编写和编译程序,通过69台发电机和260台发电机的电力网络算例,验证了算式重组、矩阵分块降阶、稀疏矩阵外形缩减法和并行计算的有效性。

关键词：小干扰稳定状态矩阵插入式建模矩阵降阶 OpenMP 并行计算

电力系统小干扰稳定分析中状态矩阵的快速形成

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电力系统小干扰稳定分析中状态矩阵的快速形成

作者：罗丹郑州大学

学位级别：硕士

电力系统稳定性分析的问题之一是电力系统小干扰稳定性。电力系统小干扰稳定性分析通常采用特征值分析法。如何快速、准确的形成状态矩阵是特征值分析法的重要步骤。随着电网规模增大，状态矩阵阶数增多，形成状态矩阵的耗时较长。本文... 详细信息

电力系统稳定性分析的问题之一是电力系统小干扰稳定性。电力系统小干扰稳定性分析通常采用特征值分析法。如何快速、准确的形成状态矩阵是特征值分析法的重要步骤。随着电网规模增大，状态矩阵阶数增多，形成状态矩阵的耗时较长。本文通过分析状态矩阵的形成过程、重组相关算式，引入矩阵降阶求逆、稀疏技术、并行计算等方法，提高计算速度。首先，针对插入式模拟技术，将一阶状态传输块、关联矩阵和一阶导数的算式混合;通过进一步的重组和变换，形成状态矩阵的最终表达式。对比了重组前后形成状态矩阵时的计算步骤，通过重组将原始过程中的一次矩阵求逆、两次矩阵相乘及一次矩阵相减的运算变换为一个矩阵的消去运算，近似节约了矩阵求逆的回代过程，并且消去过程可引入并行计算来处理，在一定程度上提升了计算效率。其次，状态矩阵形成时耗时长的是矩阵求逆及部分矩阵相乘的运算。矩阵降阶求逆的方法，可以将大型矩阵的求逆问题转换为几个小矩阵的运算;求逆时采用消去求逆的方法，在原矩阵上直接运算，可以降低对内存的占用。对稀疏矩阵的存储和计算引入三元组顺序表法，降低对零元素的运算，提升了计算效率。处理循环及独立的程序段等采用OpenMP技术的并行计算功能，并行计算可将耗时长的任务(或任务的局部)裂解为多个互不干扰、可同时进行的子任务，从而能够高效、快速的解决给定问题。最后，本文在Visual Studio2008的平台中、在Intel Fortran11的环境下编写程序，通过23台发电机和112台发电机的电力网络算例，验证了算式重组、矩阵降阶求逆、稀疏矩阵三元组顺序表法和并行计算的有效性。

关键词：状态矩阵插入式模拟技术矩阵降阶求逆稀疏技术并行计算OpenMP

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构建电力系统状态矩阵的并行计算研究

构建电力系统状态矩阵的并行计算研究

作者：胡崴郑州大学

学位级别：硕士

随着电网的互联,区域电网功率的相互支援提高了系统的经济性、安全性以及可靠性,然而低频振荡情况在系统中影响的范围也越来越大。目前分析小干扰稳定的基本方法是李雅普诺夫线性化处理方法。电网规模越大,状态矩阵维数越高,构建状态矩... 详细信息

随着电网的互联,区域电网功率的相互支援提高了系统的经济性、安全性以及可靠性,然而低频振荡情况在系统中影响的范围也越来越大。目前分析小干扰稳定的基本方法是李雅普诺夫线性化处理方法。电网规模越大,状态矩阵维数越高,构建状态矩阵所需要的时间就越长。对于系统遭受的各种小干扰,如何能够快速、准确地判断出系统的稳定性是我们需要研究的问题。本文通过分析状态矩阵的形成过程,加入Hager缩减矩阵的外形法和OpenMP并行计算技术,来提高构建状态矩阵的计算速度。首先,通过分析系统状态矩阵的构建过程,发现在构建状态矩阵的过程中耗时较长的是矩阵求逆和矩阵相乘的运算,特别是大系统高阶数的状态矩阵,运算量大,内存占用多,计算速度缓慢。为了提升矩阵的计算速度,本文引入Hager算法和OpenMP并行处理技术。Hager算法是一种缩减矩阵外形的算法,该算法的基本思想是利用行列对换逐渐缩减矩阵的外形,从而减小矩阵存储及运算次数,提高计算速度。并行计算已在潮流计算和暂态稳定方面得到应用,通过分析状态矩阵的构建过程也能利用并行计算加快形成速度,OpenMP并行处理技术具备易于移植、串行等价以及能够增量并行等优点。然后,在Hager算法预处理后对状态矩阵构建过程进行并行算法设计,同时分析该方法并行计算的性能。最后,用两个实际电网的算例验证了在构建电力系统状态矩阵时加入Hager缩减矩阵外形法和OpenMP并行处理技术的方法有效提高了状态矩阵形成的速度。并行程序是在操作系统Windows7,Intel Parallel Studio XE 2011集成的Visual Studio 2010平台下,编译器Visual Fortran Compiler XE 12.0编译执行的。算例运行结果表明:该方法有效缩减了构建状态矩阵的时间,是切实可行的好方法。

关键词：状态矩阵 Hager算法并行计算 OpenMP

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利用状态矩阵计算发电系统可靠性

武汉水利电力学院学报 1983年第2期 91-99页

作者：潘仲立武汉水利电力学院发配电教研室

本文导出两状态元件系统状态矩阵表示式。利用状态矩阵表示式可以方便地算出系统状态概率,系统各状态运行及停运容量,发电系统电力不足概率等。从而算出不同情况下发电系统的可靠性指标,为电力系统可靠性计算提供了一个比较简单且容易... 详细信息

本文导出两状态元件系统状态矩阵表示式。利用状态矩阵表示式可以方便地算出系统状态概率,系统各状态运行及停运容量,发电系统电力不足概率等。从而算出不同情况下发电系统的可靠性指标,为电力系统可靠性计算提供了一个比较简单且容易掌握的方法。

关键词：电量发电机组发电设备矩阵表示式状态矩阵元件数列矢量列向量状态概率