矢量型

矢量型（精选4篇）

篇1：矢量型

矢量波函数空间的电磁矢量恰当射影

提出了一种简化电磁场问题求解的新方法:将电磁场矢量的无旋场部分和无散场部分各自应用一个满足二阶方程的标量函数表示出来,然后由此分析了电磁场矢量在矢量波函数空间的.恰当射影问题,并给出用一个标量格林函数构造的无散电磁场并矢格林函数.

作 者：秦治安 周桂英  作者单位：秦治安(大连海事大学数理系,辽宁,大连,116026)

周桂英(大连理工大学工程力学系,辽宁,大连,116024)

刊 名：电波科学学报  ISTIC EI PKU英文刊名：CHINESE JOURNAL OF RADIO SCIENCE 年，卷(期)： 17(5) 分类号：O441.4 关键词：Maxwell方程组   无旋场   无散电磁场   并矢格林函数  

篇2：矢量型底部灌浆锚索的研究及应用

预应力锚固技术在完整性较好的地层取得了很好的支护效果, 但普通的锚索施工采用将树脂2~3袋塞入锚孔中, 然后穿入普通钢绞线, 转动钢绞线利用钢绞线的端部扎破树脂包装物, 树脂将钢绞线与岩壁连接在一起, 故包装物夹杂其中, 且树脂本身粘接度较低, 因此张拉预应力较小。尤其在破碎岩层的支护效果并不理想。为解决以上问题, 目前预应力锚索主要朝着以下几个方向发展。

1) 锚索自锁功能发展

灌浆式锚索的锚固体在破碎岩层中与孔壁粘结力差, 锚固效果不理想;同时要等浆液达到设计强度才能施加预应力, 施工速度慢;需研发带有摩擦自锁功能的锚索。这种锚索能将内涨式锚索头嵌入岩体内部, 提高锚索的承载能力, 起到很好的锚固作用, 增强锚索的锚固力。同时由于有自锁功能, 可提前施加预应力, 缩短锚索施工时间, 提高工程施工速度。

2) 锚索灌浆技术改进

传统上采用灌浆管进行灌浆, 灌浆过程中需要插入灌浆管或排气管, 施工完成后需要拔出, 施工工艺复杂, 效率低下, 灌浆效果不理想。需在锚索灌浆基础需要进一步改进, 设计出集支护作用与注浆加固作用的中空结构锚索索体。这种锚索将锚索锚固作用与灌浆管的灌浆作用有机的结合起来, 可以简化灌浆施工工艺, 加快锚固施工速度。

3) 锚索张拉端的改进

矿井及边坡支护时, 有时候其钻孔孔道与岩壁不垂直, 传统锚具在张拉时会由于孔口折角而产生剪切应力, 造成预应力损失和锚索的断丝现象。锚索张拉端需要进一步改进, 需设计出具有自动调向的矢量型锚具, 消除孔口剪切应力, 避免孔口形成折角而产生剪切应力使其断丝, 降低预应力损失, 提高锚固强度和可靠性。

为此, 我们研究、开发了矢量型底部灌浆锚索。

1 矢量型底部灌浆锚索自锁原理

矢量型底部灌浆锚索即利用底部灌浆锚索及矢量锚具配套使用对矿山井巷支护、隧道、边坡等进行支护 (如图) , 其中底部灌浆锚索包括摩擦自锁结构、底部灌浆组件。

摩擦自锁结构中塞环与钢绞线连接采用内外特殊锯齿型螺纹的连接套, 该部件整体经过特殊热处理, 然后将塞环、连接套用冷挤压变形的方式固定在锚索上, 塞环采用正火处理提高机械性能。

内涨锚头采用切割弹性槽的方式且进行整体碳氮共渗, 形成表面硬度很高 (HRC62) , 而芯部又具有很好弹性的组织来满足设计的要求。内涨锚头尾部设计单向支撑片尖角, 用专用千斤顶进行张拉时有很好弹性和刚性的支撑片尖角嵌入岩体内固定住内涨锚头, 塞环锥体进入内涨锚头使之膨胀与岩体结合在一起, 当达到设计荷载后, 千斤顶回油, 矢量锚具的夹持体夹持钢绞线自锚在矢量承载体中。为充分发挥夹持体外部硬内部弹性好的优点, 夹持体与承载体配合之间采用差异化角度配合, 夹持体有微量弹性变形使夹持体夹持力更加均匀。

2 矢量型锚固原理

承载体与支撑座之间采用圆弧面接触, 依据矢量原理, 锚具随着锚索受力方向自动调整路径与岩孔同心, 避免锚索受剪应力影响及摩擦到孔壁而造成预应力损失。

根据承载体有限元分析结果, 通过应力分布云图可以看出承载体沿横向从外到里受压应力逐渐增大, 在与支撑座接触的位置受压应力最大, 最大的受压应力为429.6MPa, 最大的受拉应力为22.6MPa。

从竖向应力分布云图中可以看出锚板沿竖向从上到下先增大后减小, 在与垫板接触的位置受压应力最大, 最大的受压应力为515.5MPa, 最大的受拉应力为27.2MPa。因此, 从球形承载体的纵、横向受力分析来看, 其最大受压应力515.5MPa, 最大受拉应力27.2MPa, 均满足小于容许抗拉强度【637MPa】的要求。在荷载的作用下, 受力均匀, 使用性能良好。

根据支撑座的有限元分析结果, 从竖向应力分布云图中可以看出支撑座沿纵向内侧从上到下压应力逐渐减小, 外侧压应力逐渐增大。在与垫板接触的位置受压应力最大, 最大的受压应力为470.7MPa, 最大的受拉应力为244.6MPa。

从横向应力分布云图中可以看出支撑座沿横向从外到里受压应力逐渐增大, 在与垫板接触的位置受压应力最大, 最大的受压应力为470.7MPa, 最大的受拉应力为244.6MPa。从球形锚垫板的纵、横向受力分析来看, 其最大受压应力470.7MPa, 最大受拉应力244.6Mpa, 均满足小于容许抗拉强度【630MPa】的要求。

但在荷载的作用下, 受力分布不均匀, 压应力最大的位置均在构件的尖角部位。所以在设计、加工的过程中对其边角进行倒圆角处理, 以缓解其尖角集中应力, 以保证其稳定的使用性能。

3 底部灌浆技术原理

矢量型底部注浆锚索底部灌浆的原理即是把已施加过预应力的矢量锚索立即利用锚索中心的预设灌浆管进行压浆, 将锚索的支护作用与注浆加固作用有机的结合起来, 通过浆液在压力下渗透到岩孔周围的裂隙中, 对出现松动的岩体起粘接固化作用, 岩体裂隙相通时, 混凝土将相邻的预应力锚索从内部连结成一个整体 (如图1) 。

制造索体的钢丝由原来的光圆变为现在的带肋螺旋预应力钢丝, 增加索体与混凝土的握裹力, 以达到更好的锚固效果。浆液采用稳定浆液, 它是一种具有良好的流动性、低析水率、高稳定性的浓浆浆液。既在普通水泥浆液中加入粘性土、矿物质及高效减水剂, 加入粘性土和矿物质可以改善水泥浆液的性质, 增加浆液粘度, 阻止浆液的沉降分离, 并能分散水泥颗粒, 降低水灰比。

加入高效减水剂, 它能吸附在水泥颗粒表面, 在一定时间内起着阻碍或破坏水泥颗粒之间的凝固作用, 改善浆液的流动性能, 浆液的流变参数粘度和凝聚力随减水剂掺量的增加而减少, 但减少到一定程度后, 在增加掺量, 降粘幅度就会减缓, 一般为0.5%。这样可以大幅提高水灰比, 减少混凝土凝固后水的析出而形成的孔隙和水对锚索的腐蚀。通过高速搅拌来降低浆液的粘度、凝聚力和析水率, 使水泥颗粒相互分离, 便于灌浆。

孔口采用倒锥形高强度止浆塞, 注浆后用螺堵将注浆口拧紧完成灌浆。

摘要：本文阐述了预应力锚索的几个主要发展方向, 并对矢量型底部灌浆锚索在研究开发中的矢量型底部灌浆锚索自锁原理、矢量型锚固原理以及底部灌浆技术原理几个方面做进一步分析。

关键词：矢量型底部灌浆锚索,矢量,灌浆技术

参考文献

篇3：矢量型

关键词：矢量量化；码率分配；带死区的格型矢量量化器

中图分类号：TN919.8 文献标识码：A文章编号：1007-9599 (2011) 08-0000-01

Fast Bit allocation Algorithm of Wavelet Image on DZLVQ

Tie Feng

(Haerbin University of Commerce,Haerbin150028,China)

Abstract:Dead zone of the lattice vector quantization(DZLVQ)give a new rate-distortion function close rate allocation method.Can be obtained by fitting the exponential function with a dead zone lattice vector quantization(DZLVQ)the rate-distortion function(RD).

Keywords:VQ;Bit allocation;DZLVQ

一、引言

压缩算法要求权衡视觉质量、压缩比和计算复杂度之间的关系。对于一幅静态数字图像，变换编码特别是多分辨率离散小波变换是当前最流行的压缩方法。实际上，小波系数可以在率失真函数的指导下进行有效的量化和编码，离散小波变换被应用于著名的SPIHT算法和JPEG2000标准。单独考虑多分辨率分解后的各小波子带，就必须解决各小波子带的码率分配问题。在本文中，我们提供一个完整的量化过程，图像经过多分辨率小波变换之后，采用带死区的格型矢量量化（DZLVQ）[1]对小波系数进行量化。DZLVQ方法有较好的性能，由于它允许忽略不重要的小波系数块，从而达到分配给重要的小波系数块较多码率的目的。本文提出一个简单的指数模型用于拟合DZLVQ率失真曲线，基于此模型可以采用解析的方法解决码率分配问题。此方法相对于实际数据多次调用迭代得到率失真曲线计算复杂度大大降低。

二、带死区的格型矢量量化（DZLVQ）

带死区的格型矢量量化（DZLVQ）的死区半径如图1所示。因此，任何一个输入矢量如果小于那么它被零矢量替代，如果它大于则用快速格型矢量量化算法进行量化[2]。在失真一定的条件下，较多的码率被用于重要矢量，因此DZLVQ被应用于低码率矢量量化。带死区的格型矢量化器要求对每一个小波子带确定两个参数：伸缩因子γ和死区半径。调整这两个参数使得在最小是失真的条件下，达到分配给每一子带的码率达到目标码率。

函数用于计算在γ和的情况下的失真。可以证明，可以简化为单变量函数。为了简化码率分配过程，本文提出了一个简单、精确的指数模型用于拟合率失真曲线。

图1

三、率失真函数的逼近及相应码率分配

码率分配方法可以被分为两大类：一种是拉格朗日方法动态分配、另一种是基于率失真函数的模式化分配。第一种算法的复杂度仅仅取决于优化算法的收敛速度，每一次迭代取得的R-D的值，都需要大量的计算[3]。为了降低复杂度，我们采用的率失真模型从而降低计算R-D的值的复杂度。下面，我们给出带死区的格型矢量量化的率失真函数的性质，凭借这些性质我们可以设计出有效快速的码率分配方法。我们首先根据指数模型给出近似值，然后根据相应的码率分配问题，给出简单的、可解析的算法。

（一）指数模型

指数率失真模型：

为输入矢量的方差，R为目标码率，，g（0）=1。带死区的矢量量化器拟合R-D曲线的指数模型：

参数C和a可以通过使用一个对数线性回归得到，=，k=1，...，L，是码率下的失真。

图2给出在实验得到的lena图像子带率失真函数同我们所给模型逼近的比较。正如所看到的，给出的模型是精确的。

图2

（二）码率分配的复杂度

我们需要计算三个率失真的值来确定小波子带模型的参数，可以通过上式计算出整幅图像的码率分配的复杂度。

表示基本操作（加法、乘法、除法）表示搜索到最小失真的平均迭代次数，例如图像Boat的码率就可以达到0.25 bpp，C值可以下降到63 operations/pixel。

四、实验结果

实验表明，对于不同小波子带FA-DZLVQ与LA-DZLVQ码率分配方法非常接近目标码率，并且非常近似实验所得率失真曲线。FA-DZLVQ与LA-DZLVQ在视觉上产生了很好的效果。此外，拉格朗日算子法需要进行大量的数据计算，它的收敛速度取决于初始值，因此FA-DZLVQ比LA-DZLVQ节省45%的计算量。对于Boat图像，当码率为0.125 bpp时，FA-DZLVQ的PSNR接近SPIHT并且优于JPEG2000。

参考文献：

[1]A.Said and W.Pearlman."A new fast and efficient image code based on set partitioning in hierarchical trees",IEEE Transactions Circuits Syst.Video Technol.vol.6,pp.243-250,June 1996

[2]郑莉,董渊,张瑞丰.C++语言程序设计(第3版)[M].北京:清华大学出版社,2007

[3]陈化.浅谈C++语言的教学改革与课程实践[J].电脑知识与技术,2008,31:917-918

篇4：矢量型

随着电力电子装置在工业市场和应用领域的不断扩大,特别是电力变换器的大功率化,带来了谐波污染、无功功率损耗等问题。电力电子装置的谐波污染问题成为电气工程领域关注的焦点问题之一[1,2]。PWM整流器可以实现交流侧电流正弦化,且运行于单位功率因数或者功率因数可调,谐波含量很小,被称之为“绿色电能变换器”。在PWM整流器研究的基础上,先后对电流型PWM整流器的数学模型,电流型PWM整流器的直接电流控制中的空间矢量调制技术,介绍了三相电流型PWM整流器的数学模型。研究了电流型PWM整流器的直接电流控制,提出了电流型PWM整流器三逻辑SPWM实现的一种新方法,利用三相电压型整流器(VSR)的电压空间矢量调制技术(SVM)实现三相电流型整流器(CSR)的三逻辑空间矢量调制,实现电流型整流器交流侧的单位功率因数和直流侧电流的平稳运行。

1 三相电流型PWM整流器的数学模型

1.1 电流型PWM整流器在低频下的数学模型

电流型PWM整流器又称为Buck型整流器,交流侧由L,C组成二阶低通滤波器,以滤除交流侧电流中的开关谐波;直流侧接大电感,使直流侧电流近似为平滑的直流。开关器件由可控器件与二极管串联组成以提高器件的反向阻断能力。与电压型PWM整流器相似,电流型PWM整流器具有四象限运行的能力。

三相电流型PWM整流器的等效电路如图1所示[3,4]。

分析三相电流型PWM整流器时假定三相电路完全对称,开关元件是理想的,并且开关频率远大于电网频率,电感线性,考虑电感的内阻,设交流侧滤波电感La=Lb=Lc=L,电感和线路的内阻Ra=Rb=Rc=R, C为交流侧滤波电容。Ldc,Rdc为直流侧滤波电感参数和负载等效电阻。n为电网中点,N为三相电容的中点[5]。

1.2 电流型PWM整流器在高频下的数学模型

前述的电流型PWM整流器的低频数学模型是基于状态空间平均意义上的模型,这对于控制系统的研究是至关重要的。但是,低频模型忽略了与开关函数有关的高次谐波,不能反映整流器的开关过程,因而不能据此深入地讨论整流器本身的工作机理和调制特性。下面分析三相电流型PWM整流器的高频模型[6,7]。

电流型PWM整流器的上、下桥臂在任意时刻都必须有且仅有一个开关管导通,为了在三相电流型PWM整流器数学模型中体现PWM开关状态对整流器瞬态电路特性的影响,引入三值逻辑开关函数Sj,且定义:

$S{}_j=\{\begin{array}{cc}1‚& \text{下}\text{桥}\text{臂}\text{导}\text{通}\\ 0‚& \text{桥}\text{臂}\text{全}\text{通}\text{或}\text{关}\text{断}\\ -1‚& \text{下}\text{桥}\text{臂}\text{导}\text{通}\end{array}$

其中,j=a,b,c。电流型PWM整流器交流输入电流与直流电流的关系为:

$i{}_{\text{p}j}=i{}_{\text{d}\text{c}}S{}_j(1)$

忽略开关器件的功率损耗,由功率守恒定理,整流器交流输入侧的瞬时有功功率与直流侧的输出瞬时有功功率平衡,即:

$v{}_{\text{c}\text{a}}i{}_{\text{p}\text{a}}+v{}_{\text{c}\text{b}}i{}_{\text{p}\text{b}}+v{}_{\text{c}\text{c}}i{}_{\text{p}\text{c}}=v{}_{\text{d}\text{c}}i{}_{\text{d}\text{c}}(2)$

得:

$v{}_{\text{d}\text{c}}=v{}_{\text{c}\text{a}}S{}_{\text{a}}+v{}_{\text{c}\text{b}}S{}_{\text{b}}+v{}_{\text{c}\text{c}}S{}_{\text{c}}(3)$

由图1及式(2),式(3)可以得到基于开关函数描述的三相电流型PWM整流器的一般数学模型为:

$\{\begin{array}{l}L\frac{\text{d}i{}_{\text{s}j}}{\text{d}t}=e{}_j-v{}_{\text{c}j}-i{}_{\text{s}j}R\\ C\frac{\text{d}v{}_{\text{c}j}}{\text{d}t}=i{}_{\text{s}j}-S{}_{j}i{}_{\text{d}\text{c}}L{}_{\text{d}\text{c}}\frac{\text{d}i{}_{\text{d}\text{c}}}{\text{d}t}=\\ {\displaystyle \sum _{j=a,b,c}v}{}_{\text{c}j}S{}_j-i{}_{\text{d}\text{c}}R{}_{\text{d}\text{c}}\end{array}(4)$

式中:j=a,b,c。

2 电流型PWM整流器的调制策略

对电流型PWM整流器,输入电流的控制是整个系统控制的核心,选用合适的直接电流控制策略可以获得理想的稳态和动态电流控制效果。在研究直接电流控制时,实现了电流型PWM整流器的三逻辑SVM调制或电流空间矢量的直接SVM调制[8]。

利用三相电压型PWM整流器的电压空间矢量调制(SVM)技术实现三相电流型PWM整流器的电流空间矢量调制技术,即二逻辑SVM转化为三逻辑SVM技术。验证了这种SVM实现方法的可行性和合理性。

电流型PWM 整流器的6个开关管总共有9 种开关状态,零开关状态对应3种开关模式7,8 和9。与电压型整流器类似,电流型整流器的9个开关状态构成的电流空间矢量如图2所示。Ir为调制波合成的空间电流参考矢量。

由图2可知,电流型PWM整流器的空间矢量超前电压型PWM整流器相应的空间矢量30°(如I1超前U130°,依次类推)。因此就相位关系而言,可将电流型PWM整流器的空间矢量看作是电压型PWM整流器空间矢量的线信号。若将三相电压型PWM整流器的每相桥臂对的开关函数重新定义为+1表示开通、-1表示关断,则任一时刻此二逻辑SVM信号可以构造出满足电流型PWM整流器要求的三逻辑SVM信号[9,10]。按此方法,电压型PWM整流器参考电压位于第I扇区的二逻辑SVM可以变换为电流型PWM整流器参考电流位于第Ⅱ扇区的三逻辑SVM,其他各扇区以此类推,不再赘述。

3 控制系统仿真模型[4]

三相电流型PWM整流器有2个被控变量:直流侧电流和网侧电流。直流电流的控制目标主要是要求整流器直流侧提供恒定的直流电流,为此要求Idc控制具有良好的抗扰性能;而交流电流的控制目标主要是实现整流器网侧电流的正弦波控制,甚至要求网侧电流与电压同相位,因此网侧电流的控制更侧重电流的跟随性能[4]。因此,为了实现整流器输出直流电流的恒定和输入端接近单位功率因数,三相电流型PWM整流器的控制实际上是一个双环控制系统。外环是直流电流控制环,其目的一般是保持Idc的恒定。在直流电流环中,采样的直流电流与给定值进行比较,产生的误差经过PI调节后,输出作为整流器的网侧电流峰值指令I*sm ,将I*sm 与同步信号(单位幅值正弦波)相乘,作为网侧电流指令信号i*sy ,由i*sy 和isy 经过一定的控制策略组成交流电流控制环,其目的是要求网侧电流isy 跟踪给定电流i*sy ,也实现了网侧电流对网侧电压的相位跟踪[6]。整个控制电路如图3所示(只画了A相的控制电路)[5]。

根据电流型整流器SVPWM控制图,对整个控制系统在MATLAB的Simulink环境下进行仿真。

4 仿真结果分析

在此对上述2种实现电流型PWM整流器的SVM方式进行了仿真研究。电路的仿真参数如下:eA= 220 V ,L=15 mH,R=0.5 Ω,C=50 μF,Ldc=300 mH,Rdc=15 Ω,直流电流给定值Idc =10 A。开关频率f=3 kHz。

图4表示直流端电流的变化情况,图5表示交流端A相电压和电流的变化情况。由图5可以看出,电流和电压基本同相位,表明利用二逻辑SVPWM 实现的三逻辑SVPWM 是完全可行的。仿真结果表明应用三逻辑SPWM 调制技术可以很好的实现电流型整流器交流侧的单位功率因数,并且性能良好,且直流端电流稳定在给定值10 A左右。

5 结 语

在此分别从低频和高频的角度,建立了三相电流型PWM整流器在三相静止坐标系、两相静止坐标系的数学模型。利用三相电压型整流器(VSR) 的电压空间矢量调制技术(SVM ) 实现三相电流型整流器(CSR) 的三逻辑空间矢量调制, 并实现了电流型整流器交流侧的单位功率因数和直流侧电流的平稳运行。仿真结果证明了该方法的有效性。

摘要：相对于传统的电压型PWM整流器而言,电流型PWM整流器用于电机驱动具有动态响应快,便于实现再生制动和四象限运行,限流能力强,短路保护可靠性高,能在宽范围内精确控制转矩和速度等优点,在小、中等功率得到广泛的应用。利用三相电压型整流器(VSR)的电压空间矢量调制技术(SVM)实现三相电流型整流器(CSR)的三逻辑空间矢量调制,对其数学模型进行了推导,并利用Matlab建立了系统的仿真模型。仿真结果证明了该方法的有效性,实现了电流型整流器交流侧的单位功率因数和直流侧电流的平稳运行,对电力无功补偿和谐波抑制具有很好的效果。

关键词：电压型整流器,电流型整流器,空间矢量调制(SVM),单位功率因数

参考文献

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[5]程善美,姜向龙.SI MULINK环境下空间矢量PWM的仿真[J].电气自动化,2002,24(3):39-41.

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