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基于解析灵敏度的低压切负荷优化控制方法 被引量:16
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作者 李卫星 牟晓明 孙勇 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2013年第28期67-73,11,共7页
风电并网容量的快速增长及电网的大规模、远距离互联,使得电力系统的电压安全问题面临着前所未有的挑战。提出一种基于解析灵敏度的电力系统低压切负荷优化控制方法。首先由节点网络矩阵方程,推导用于在线识别切负荷点集和切负荷量的解... 风电并网容量的快速增长及电网的大规模、远距离互联,使得电力系统的电压安全问题面临着前所未有的挑战。提出一种基于解析灵敏度的电力系统低压切负荷优化控制方法。首先由节点网络矩阵方程,推导用于在线识别切负荷点集和切负荷量的解析灵敏度指标。然后基于切负荷灵敏度指标,提出用于在线形成切负荷点集的两阶段方法。通过分段,避免了对全局信息的依赖,从而使切负荷点集的形成及切负荷控制策略的生成和实施仅需要局部量测信息,增强了实用性。最后,给出基于解析灵敏度的低压切负荷优化控制模型及计算流程,并通过IEEE 30节点系统和实际电力系统进行了算例分析和验证。 展开更多
关键词 电力系统 低压减载 解析灵敏度 两阶段策略 局部量测
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基于多频约束和解析灵敏度法的大型振动筛优化设计 被引量:10
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作者 贺孝梅 刘初升 张成勇 《中南大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第3期664-670,共7页
为解决大型振动筛工作过程中侧板动应力过高易损坏的问题,采用多频约束和解析灵敏度法对振动筛侧板加强筋的结构尺寸进行优化研究。在优化过程中,以振动筛侧板的质量为目标函数,以多个频率作为优化的状态参数,给出适合多频约束的优化准... 为解决大型振动筛工作过程中侧板动应力过高易损坏的问题,采用多频约束和解析灵敏度法对振动筛侧板加强筋的结构尺寸进行优化研究。在优化过程中,以振动筛侧板的质量为目标函数,以多个频率作为优化的状态参数,给出适合多频约束的优化准则,并考虑变量参数的解析灵敏度特性。研究结果表明:嵌入解析灵敏度计算方法的优化程序计算效率高,优化结果稳定;优化后侧板质量降低8.27%,2阶弹性变形频率分别提高1.37%和2.97%,达到较好的优化效果;对结构优化后振动筛进行评估,其质量降低2.35%,与工作频率比较接近的3阶弹性变形模态频率分别提高14.17%,12.29%和23.01%;优化后振动筛的固有频率得到提高,模态频率远离激振电机的工作频率,提高了振动筛的刚度和结构的可靠性。 展开更多
关键词 多频约束 解析灵敏度 大型振动筛 优化设计
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结构优化半解析灵敏度分析的改进算法 被引量:5
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作者 陈飙松 张力丹 +1 位作者 鲁一南 程耿东 《计算力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第5期533-539,共7页
提出了结构半解析灵敏度分析的改进算法,该算法实现简便,对于设计变量摄动步长具有极佳的数值稳定特性。首先,从总体角度推导静力问题半解析法灵敏度分析新算法,提出了位移与应力灵敏度列式,并给出了算法实施途径;然后,将此思路推广于... 提出了结构半解析灵敏度分析的改进算法,该算法实现简便,对于设计变量摄动步长具有极佳的数值稳定特性。首先,从总体角度推导静力问题半解析法灵敏度分析新算法,提出了位移与应力灵敏度列式,并给出了算法实施途径;然后,将此思路推广于自振频率、屈曲临界荷载和瞬态响应等多种问题,提出了相应的计算步骤。以梁单元与壳单元等典型结构为例,开展了多个算例测试。测试表明,改进算法计算精度和效率均有提升,特别是设计变量步长有更大的数值稳定区域,为复杂工程结构形状优化的灵敏度分析提供了新途径。 展开更多
关键词 结构优化 解析灵敏度分析法 形状优化 改进算法
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结构优化半解析灵敏度及误差修正改进算法 被引量:1
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作者 张力丹 张盛 +1 位作者 陈飙松 李云鹏 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2018年第4期949-960,共12页
提出结构半解析灵敏度分析及其针对刚体位移的误差修正方法的改进算法,构建灵敏度分析与误差修正项可分离形式.该方法实现简便,数值精度不受摄动步长与单元数目的影响.首先从总体角度推得静力问题的误差修正半解析灵敏度分析方法,提出... 提出结构半解析灵敏度分析及其针对刚体位移的误差修正方法的改进算法,构建灵敏度分析与误差修正项可分离形式.该方法实现简便,数值精度不受摄动步长与单元数目的影响.首先从总体角度推得静力问题的误差修正半解析灵敏度分析方法,提出了位移误差修正灵敏度列式,并给出算法实施途径;然后将此思路推广于自振频率、屈曲临界载荷问题,提出了相应的计算步骤.随后,给出梁单元与壳单元误差修正项的具体推导方法,并分别使用两种单元构建有限元模型进行算例测试.结果表明,该方法适用于多种分析类型,数值精度不受单元数目与摄动步长的影响.由于灵敏度分析与误差修正项可以分开计算,该方法支持将误差修正项直接叠加于灵敏度求解结果进行误差修正,使已有灵敏度分析程序得到充分利用.尤其对于复杂工程结构的优化设计,特别是形状优化设计以及尺寸、形状混合优化设计,相比于原误差修正方法,实现更为简便,效率有所提升,能为半解析灵敏度分析方法及其程序实现提供新的思路. 展开更多
关键词 结构优化 解析灵敏度分析法 误差修正 形状优化 改进算法
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结构优化设计的解析灵敏度算法 被引量:7
5
作者 梁醒培 《机械强度》 CAS CSCD 北大核心 1998年第2期156-159,共4页
以二维单元为例,推导给出线性静力结构优化设计中解析灵敏度算法的计算公式,以有限元分析程序ADINA为基础实现了解析灵敏度算法的计算功能,并通过算例验证了其精度。
关键词 结构优化设计 解析灵敏度算法 有限元分析
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基于解析灵敏度的不平衡配电系统分布式发电出力优化 被引量:14
6
作者 屈尹鹏 孙元章 +1 位作者 徐箭 柯德平 《电力系统自动化》 EI CSCD 北大核心 2021年第19期117-125,共9页
分布式能源的渗透率不断提升,使得主动配电系统的不平衡性远远高于传统配电网。文中研究了以网损最小化和分布式发电(DG)出力最大化为目标函数的不平衡配电系统DG出力优化模型。首先,基于不动点定理的不平衡线性潮流模型,推导了以电压... 分布式能源的渗透率不断提升,使得主动配电系统的不平衡性远远高于传统配电网。文中研究了以网损最小化和分布式发电(DG)出力最大化为目标函数的不平衡配电系统DG出力优化模型。首先,基于不动点定理的不平衡线性潮流模型,推导了以电压为决策变量的网损对于DG出力的灵敏度解析表达式,将其引入不平衡配电系统DG出力的一般单目标优化数学模型。然后,提出了考虑DG出力最大化的多目标优化模型并给出了比例系数的调制方式。最后,通过算例仿真验证了所提方法的有效性。 展开更多
关键词 主动配电系统 分布式发电出力优化 解析灵敏度 不平衡系统 多目标优化
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基于MLSSVR数据驱动的潮流非线性回归及其灵敏度解析 被引量:6
7
作者 杨浩 朱宇迪 +3 位作者 刘铖 蔡国伟 李雪 刘萌 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2022年第21期7706-7718,共13页
潮流计算及其灵敏度分析是电力系统稳态分析与控制的基础。传统基于模型驱动的潮流计算是在电网拓扑和模型参数完备条件下,通过构建节点功率非线性方程并采用迭代方式进行求解的,灵敏度则由潮流雅可比矩阵求逆获取。模型及参数的准确性... 潮流计算及其灵敏度分析是电力系统稳态分析与控制的基础。传统基于模型驱动的潮流计算是在电网拓扑和模型参数完备条件下,通过构建节点功率非线性方程并采用迭代方式进行求解的,灵敏度则由潮流雅可比矩阵求逆获取。模型及参数的准确性和迭代求解的时效性是影响潮流计算精度和速度的重要因素。该文提出一种数据驱动的潮流非线性回归及灵敏度解析计算方法,以实现不依赖于电网物理模型的潮流快速计算与分析。首先,利用电网潮流量测数据,构建基于改进的多输出最小二乘支持向量回归(multi-output least-squares support vector regression,MLSSVR)的潮流显式回归模型;其次,通过矩阵快速递归求逆,提出MLSSVR在线学习方法,增强对电网运行场景变化的适应性;最后,对潮流回归模型进行泰勒展开,提出潮流灵敏度解析计算方法。所提方法在多个IEEE标准系统和某实际省级电网进行仿真,验证了所提方法可有效得到高准确度的潮流解及其灵敏度。 展开更多
关键词 数据驱动 潮流计算 多输出最小二乘支持向量回归 在线学习 解析灵敏度
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基于灵敏度解析的微机械陀螺结构优化方法
8
作者 王安麟 善盈盈 +1 位作者 刘广军 姜涛 《浙江工业大学学报》 CAS 2008年第6期673-677,共5页
以一种音叉振动式微机械陀螺为研究对象,对其复杂多自由度模型的24个设计参数进行灵敏度解析,分别计算其对系统驱动模态和检测模态固有频率的动态灵敏度,筛选并确定出5个对最终输出性能影响最为关键的尺寸参数;以这5个参数为设计变量,... 以一种音叉振动式微机械陀螺为研究对象,对其复杂多自由度模型的24个设计参数进行灵敏度解析,分别计算其对系统驱动模态和检测模态固有频率的动态灵敏度,筛选并确定出5个对最终输出性能影响最为关键的尺寸参数;以这5个参数为设计变量,并以系统输出特性作为优化目标对微陀螺结构进行了优化.灵敏度解析方法的应用有效解决了微陀螺结构优化过程中所存在的计算量大、解析时间长等实际问题,对相关MEMS器件的结构优化设计研究具有一定的参考价值. 展开更多
关键词 微机械陀螺 灵敏度解析 结构优化
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基于改进的灵敏度分析的有限元优化技术研究 被引量:5
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作者 易龙 彭云 孙秦 《机械强度》 CAS CSCD 北大核心 2008年第3期483-487,共5页
随着计算机科学和有限元技术的发展,各种通用有限元分析程序在给定结构模型的性能计算方面已趋成熟。但是基于有限元的优化设计技术还存在很多缺陷,其中一个重要原因在于设计灵敏度分析技术尚需不断改进。将灵敏度分析研究的最新成果及... 随着计算机科学和有限元技术的发展,各种通用有限元分析程序在给定结构模型的性能计算方面已趋成熟。但是基于有限元的优化设计技术还存在很多缺陷,其中一个重要原因在于设计灵敏度分析技术尚需不断改进。将灵敏度分析研究的最新成果及时应用于通用有限元程序,不但能大大减小计算方面的编程量,使得研究者把精力主要放在关键的灵敏度分析技术上,更有效地解决工程问题;另一方面,也可以籍此为灵敏度分析提出新的研究方向。文中在计算效率高、实现容易的半解析灵敏度分析方法的基础上,通过引入刚体运动空间对虚载荷进行修正,从而达到对半解析灵敏度分析方法进行改进的目的,在很大程度上消除了半解析法采用有限差分近似计算虚载荷时固有的病态误差问题,大大提高了计算精度。结合大型通用有限元程序ANSYS,完成某复合材料机翼结构打样阶段优化设计,减重效果明显,并就计算中发现的问题对灵敏度分析进行展望。重点推导虚载荷的修正公式、讨论改进的灵敏度分析算法在ANSYS中的实现方法和技巧。改进算法不依赖于单元类型,且其实现不依赖于有限元程序源代码,所以文中的研究工作具有一定的通用性。 展开更多
关键词 有限元法 解析灵敏度分析 虚载荷 优化设计 有限差分法
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面向等几何分析的超弹性材料模型形状优化
10
作者 凌然 王宁 +3 位作者 徐岗 谢津 许金兰 张啸雨 《计算机辅助设计与图形学学报》 北大核心 2025年第5期753-762,共10页
等几何分析作为一种收敛速度快、数值解高阶连续性好的数值方法,广受工程设计领域的关注.基于其优良的性质,提出一种针对超弹性材料模型的等几何形状优化方法,具体研究了面向等几何分析框架的超弹性材料计算以及相适应的形状优化方法.首... 等几何分析作为一种收敛速度快、数值解高阶连续性好的数值方法,广受工程设计领域的关注.基于其优良的性质,提出一种针对超弹性材料模型的等几何形状优化方法,具体研究了面向等几何分析框架的超弹性材料计算以及相适应的形状优化方法.首先,在等几何框架下推导了离散矩阵装配流程与非线性系统的求解流程;其次定义了超弹性材料下以柔度最小化和位移最小化为2个目标的数学模型,继而通过对偶方法详细推导了解析的灵敏度,有效提高优化精度;最终结合等几何分析与移动渐近线算法构建了高效的优化框架.对悬臂梁、带孔平板和开口扳手三组基准算例的形状优化实验表明,所提方法的有效性和可靠性有一定保证,实验中,在几何约束下可在指定点处最多降低90%位移和7%的柔度,且与预期形状相符. 展开更多
关键词 等几何分析 St.Venant-Kirchhoff超弹性模型 形状优化 解析灵敏度
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复合材料框架结构刚度几何双尺度优化设计 被引量:4
11
作者 段尊义 阎军 +1 位作者 张瑞 赵国忠 《计算力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2016年第1期1-8,72,共9页
航空航天结构对超轻质大跨度框架类结构提出了迫切的需求,考虑纤维增强复合材料框架结构宏观与微观的可设计性,基于结构与材料一体化优化理念,研究了复合材料框架结构宏观拓扑与微观纤维铺层参数并发优化的双尺度优化问题。以宏观管件... 航空航天结构对超轻质大跨度框架类结构提出了迫切的需求,考虑纤维增强复合材料框架结构宏观与微观的可设计性,基于结构与材料一体化优化理念,研究了复合材料框架结构宏观拓扑与微观纤维铺层参数并发优化的双尺度优化问题。以宏观管件构件内半径与微观连续纤维缠绕角度为两类独立的设计变量,建立了以最小化结构柔顺性为目标函数、材料用量为约束的双尺度复合材料框架结构优化列式,给出了宏微观设计变量灵敏度信息的求解算法。讨论并对比了单尺度微观纤维缠绕角度优化、宏观截面拓扑优化与宏微观双尺度并发优化。数值算例表明,双尺度并发优化设计可进一步发掘结构与材料的承载潜力,实现既定性能下的结构轻量化设计。 展开更多
关键词 复合材料框架结构 双尺度优化 纤维缠绕角 铺层参数 解析灵敏度分析
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轴对称有限元的结构形状优化分析 被引量:4
12
作者 崔海涛 邓建龙 温卫东 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2002年第3期376-379,共4页
采用有限元法的求解技术 ,对轴对称弹性问题的形状优化方法进行研究 ,给出了位移和应力对设计变量的导数灵敏度方程。以实心旋转等厚圆盘和某航空发动机压气机盘为例 ,对其截面进行形状优化分析 ,并与差分法的结果进行了对比。
关键词 形状优化 轴对称结构 解析灵敏度 有限元法
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基于分区及风险的分层优化低压减载选址 被引量:3
13
作者 李凌波 李华强 +1 位作者 林照航 林美涵 《电网技术》 EI CSCD 北大核心 2016年第9期2859-2865,共7页
文章应用分层筛选的方法进行低压减载的选址优化。首先,应用能量灵敏度矩阵对系统进行分区,基于中枢节点和最脆弱节点形成区内被控节点。为保证区内电压的调控有效性,应用解析灵敏度指标进行第1层的节点筛选;其次,从全局的角度考虑选址... 文章应用分层筛选的方法进行低压减载的选址优化。首先,应用能量灵敏度矩阵对系统进行分区,基于中枢节点和最脆弱节点形成区内被控节点。为保证区内电压的调控有效性,应用解析灵敏度指标进行第1层的节点筛选;其次,从全局的角度考虑选址对系统所带来的运行风险差异,以系统的风险最小为目标进行第2层筛选。对IEEE-30标准母线系统进行算例分析,验证了所提方法的全面性和有效性。 展开更多
关键词 低压减载选址 电压分区 静态能量函数 电气距离 节点脆弱性 解析灵敏度 风险理论
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组合结构的残余振动最小化结构优化设计 被引量:2
14
作者 阎琨 刘晓德 程耿东 《北京工业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2016年第12期1775-1780,共6页
为了解决残余振动直接影响结构性能的问题,研究了最小化残余振动为目标的组合结构优化设计,目标函数为能够总体衡量结构残余振动响应的二次型积分形式的性能指标,设计变量为组合结构参数化描述时采用的形状尺寸等参数.采用半解析法灵敏... 为了解决残余振动直接影响结构性能的问题,研究了最小化残余振动为目标的组合结构优化设计,目标函数为能够总体衡量结构残余振动响应的二次型积分形式的性能指标,设计变量为组合结构参数化描述时采用的形状尺寸等参数.采用半解析法灵敏度分析克服了将这一方法应用于包含多种单元、多种类型设计变量的组合结构优化的困难,实现了采用Matlab将Ansys作为黑箱调用进行结构优化设计.数值算例展示了该方法的有效性. 展开更多
关键词 残余振动 解析灵敏度求解方法 组合结构 结构优化
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频率约束优化设计方法及工程应用 被引量:2
15
作者 梁醒培 陈长冰 《机械设计》 CSCD 北大核心 2006年第5期36-38,共3页
介绍了一种将频率灵敏度分析程序嵌入到结构分析程序中去,然后与数学优化方法相结合,实现结构频率优化设计的新方案。用工程实例验证了使用新方案研制的结构频率优化设计系统。结果表明:方案是切实可行的,使用新方案开发的程序,能够用... 介绍了一种将频率灵敏度分析程序嵌入到结构分析程序中去,然后与数学优化方法相结合,实现结构频率优化设计的新方案。用工程实例验证了使用新方案研制的结构频率优化设计系统。结果表明:方案是切实可行的,使用新方案开发的程序,能够用来解决工程结构频率优化设计问题。 展开更多
关键词 频率约束 解析灵敏度 优化设计 程序研制
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预应力U型薄壁结构整体结构优化
16
作者 杨开云 白新理 +1 位作者 凌志飞 刘桂荣 《水利水电技术》 CSCD 北大核心 2004年第8期46-48,共3页
 以线性和非线性有限元分析程序系统ADINA为结构分析求解器,以约束变尺度法和序列二次规划算法为优化算法,运用高精度的解析灵敏度算法,编制了结构优化设计通用程序SOPSA,并对水利水电工程中预应力U型薄壁结构进行了整体结构优化设计...  以线性和非线性有限元分析程序系统ADINA为结构分析求解器,以约束变尺度法和序列二次规划算法为优化算法,运用高精度的解析灵敏度算法,编制了结构优化设计通用程序SOPSA,并对水利水电工程中预应力U型薄壁结构进行了整体结构优化设计分析与计算,结果显示此方法是有效的. 展开更多
关键词 预应力U型薄壁结构 结构优化设计 有限元法 解析灵敏度
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