改进欧拉法是一种常用于数值求解常微分方程(ODE)的数值方法,尤其在电力系统领域中,它被广泛应用于模拟电力系统动态行为,例如计算输电线路短路的极限切除时间。极限切除时间指的是在发生短路故障后,能够允许的最大切除时间,以确保系统的稳定运行。下面我们将详细探讨改进欧拉法及其在电力系统中的应用。 欧拉方法是最早的一类数值积分方法,由18世纪的数学家莱昂哈德·欧拉提出。基础欧拉方法基于泰勒级数展开,通过近似导数来更新函数值。然而,基础欧拉法存在稳定性问题,特别是在处理具有较大变化率的问题时。为了改善其稳定性,人们发展出了多种改进形式,如半隐式欧拉法、全隐式欧拉法等。 改进欧拉法,也称为中点法则或半隐式欧拉法,其基本思想是在每一步迭代中,首先用前一步的值预测未来状态,然后使用平均速度进行校正。具体算法步骤如下: 1. 初始化:设定初始条件,包括时间步长\(h\)、起始时间\(t_0\)、初始值\(y(t_0)\)。 2. 预测步:使用上一步的结果计算中间点的函数值\(y^{*} = y_n + h \cdot f(t_n, y_n)\),其中\(f\)是微分方程的右端函数,\(t_n = t_0 + nh\),\(n\)是当前的步数。 3. 纠正步:利用中间点的函数值计算新的函数值\(y_{n+1} = y_n + \frac{h}{2}(f(t_n, y_n) + f(t_{n+1}, y^{*}))\),其中\(t_{n+1} = t_n + h\)。 在电力系统中,输电线路的短路故障可能导致电压崩溃和系统失稳。计算极限切除时间是为了确定保护设备最迟应该在多长时间内动作,以避免系统遭受不可逆的损害。改进欧拉法可以用来模拟故障后系统动态响应,包括发电机的电磁转矩、线路的电流变化以及系统频率的变化等,从而计算出安全的切除时间。 在MATLAB中实现这个算法,我们可以编写一个函数,接受当前状态、时间、系统参数作为输入,并返回下一步的状态。然后通过循环结构逐步推进时间,直至达到极限切除时间。MATLAB的符号计算工具箱和 ode45 函数也可以辅助进行这些计算,尤其是对于非线性问题,ode45 使用了四阶龙格-库塔法,提供了更高级的稳定性保障。 改进欧拉法是一种实用且相对简单的数值方法,适用于求解电力系统中的动态问题。结合MATLAB的强大计算能力,我们可以准确地模拟输电线路短路故障后的系统行为,从而确定安全的极限切除时间,为电力系统的稳定运行提供关键的决策依据。
2024-08-29 10:00:05 2KB matlab 输电线路 改进欧拉法
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向前欧拉法matlab代码 -Graduation-Thesis-Code 这个是自己的毕业论文中的代码,运动学的代码推导源自于Mathematica, 其实是可以写成递归的形式,以提高一些效率的,但是想知道末端执行器的具体符号表达式,所以在写运动学那块代码就显得很冗余。 研究的对象以UR5机械臂为例,采用了标准的DH方法建立了所有的运动学/动力学模型,不得不说的是,当初在编写动力学方程的时候,感受到了标准法的不便之处,不少论文给出的是改进的DH法建立的运动学模型,不过没去验证。但是在想,在使用Lagrange法建立的动力学模型去做控制,一个程序岂不是要跑很久很久?一开始也写的动力学方程,只不过不是递归形式下的,卡的令人无语。。。。Newton-Euler法建立的模型还是在实习期间学会的(感谢储工的指导),不过对于matlab而言,还是感觉有些慢了(相对工业来说),不过对于自己的数值仿真而言,已经足够了。由于数值仿真效率缘故,如果使用了ODE求解器,会导致仿真跑好几个小时,当然,这么多的时间用来跑仿真了,而且占用自己计算机资源,未免太浪费,所以将原有的基于ODE仿真的代码删除了,都替换
2023-02-13 15:32:25 1.81MB 系统开源
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欧拉法及改进的欧拉法求解方程,采用较为简洁的方法在C++编程语言环境中实现
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Heunís Method(改进的欧拉法)评估
2022-11-09 21:33:28 1KB matlab
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向前欧拉法matlab代码 旋翼无人机航磁系统数据采集软件 梁植源 第一章 系统架构 1.1设计要求 利用LabVIEW控制单片机采集旋翼无人机姿态数据(需要实际采集)、校正前地磁总场(利用单片机模拟)数据、GPS数据(利用单片机模拟),并用串口传输至上位机。 上位机实时显示无人机三维姿态、校正前地磁总场曲线、校正后地磁总场曲线(算法由老师直接提供)。 能根据当前GPS数据,自动加载百度或谷歌地图,并显示飞行轨迹。 1.2设计规划 根据设计要求,可将本系统分解为图1-1所示六个任务: 图1-1 系统框图 单片机A/D采集数据,搜集MPU6050姿态检测模块产生的数据,并通过算法转换为欧拉角; 单片机串口发送数据,包括旋翼无人机姿态数据(实际采集)、校正前地磁总场(利用单片机模拟)数据、GPS数据(利用单片机模拟),利用串口发送; LabVIEW串口接收数据,并将数据拆分为姿态数据、磁场强度和GPS数据; LabVIEW姿态数据处理,创建旋翼无人机3D模型,并根据姿态数据对模型进行三轴姿态旋转,从而模拟出无人机的实时姿态; LabVIEW磁场强度校正,调用MATLAB软件,进行相应的算法
2022-09-20 10:08:53 2.64MB 系统开源
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求解二阶极限值问题的描边法。 (其中问题 1 和 2 使用欧拉方法自行解决)
2022-04-12 09:40:48 2KB matlab
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数值解与理论解对比可知,四阶龙格-库塔法的精度已经很高,用它来解一般常微分方程已经足够了。 有程序运行说明 数值解与理论解对比可知,四阶龙格-库塔法的精度已经很高,用它来解一般常微分方程已经足够了。 有程序运行说明
2022-03-12 18:09:36 33KB 欧拉法 MATLAB
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matlab的欧拉方法代码欧拉法 包含用于使用Euler方法和Modified Euler方法求解一阶ODE的代码。 理查森的外推法用于达到更高的精度要求。 所有代码都是使用Matlab的文件扩展名.m为Matlab编写的
2022-03-12 04:37:19 198KB 系统开源
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除MATLAB系统的求解工具外,欧拉法求解常微分方程的MATLAB语言
2022-03-11 17:27:25 652B 常微分方程 欧拉法
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向前欧拉法matlab代码 创建一个工程用来使用牛顿欧拉法计算机器人动力学方程。 在写matlab程序的过程中,发现了一个问题,w×Iw,这个里面w是一个3维列向量,I是33矩阵。那么w是不能直接叉乘I的。 这里看过C代码里做法是先做后面的点积再做前面的叉乘。 最后通过matlab求解,在计算到3关节的扭矩时,输出字符已经超过了25000个,超出了可以显示的最大范围。可以看出整个过程的复杂程度已经完全超出了可以将最终结果直接用一个表达式写出来的程度了。那么在使用牛顿欧拉方法时,写C语言代码,就只能用循环迭代的方式,递推出最终结果。 该项目暂时告一段落。C代码会在后面完成。 接下来会用一段时间来完成ethercatMaster
2022-03-11 15:36:04 9.43MB 系统开源
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