Wyniki 1-10 spośród 11 dla zapytania: authorDesc:"Arkadiusz GARDECKI"

Zastosowaniu techniki zrównoleglenia obliczeń do poprawy wydajności numerycznego algorytmu rozwiązywania równań różniczkowych


  W wielu programach symulacyjnych stosowane są numeryczne algorytmy rozwiązywania układów równań różniczkowych zwyczajnych (ODE). Stosowane powszechnie w komercyjnych programach metody typu Rungego-Kutty (R-K), czy algorytmy sztywnostabilne, np. Gear’a, zastały uzupełnione w ostatnim czasie o metody typu predyktor - korektor (PECE). Przykładem takiego algorytmu może być algorytm Shampina [1]. Do tej grupy można zaliczyć także algorytm BGKODE [2] opracowany na Politechnice Opolskiej i wykorzystywany w symulacjach układów energoelektronicznych. Oba te algorytmy wywodzą się z metody Krogh’a [3, 4]. Oprócz zastosowań tego typu metod do badań symulacyjnych jest możliwe także wykorzystanie ich do obliczeń wykonywanych w czasie rzeczywistym (np. w układach sterowania układów przekształtnikowych [5]). Zaproponowana w pracy [5] procedura BGKODE_DSP wykazała zalety związane z większą dokładnością w porównaniu do metod R-K przy akceptowalnym, niewielkim wzroście kosztów obliczeniowych [6]. Naturalnym kierunkiem rozwoju tych metod wydaje się przystosowanie ich do obliczeń równoległych. Upowszechnienie się procesorów wielordzeniowych, zarówno w komputerach używanych do badań symulacyjnych jak i w procesorach sygnałowych wykorzystywanych do obliczeń w czasie rzeczywistym, daje nowe możliwości zastosowań tego typu algorytmów. Metoda numerycznego całkowania typu PECE Procedura BGKODE_DSP [5] wywodzi się z pełnego zespołu procedur BGKODE [1] realizującego zmodyfikowany algorytm Krogh’a [3]. Zespól tych procedur znajduje zastosowanie w obliczeniach symulacyjnych gdzie wielokrotnie potwierdzał swoje dobre właściwości obliczeniowe. Cechują go: duża dokładność, duży obszar stabilność, efektywny algorytm zmiany długości kroku całkowania oraz rzędu aproksymacji, możliwość rozwiązywania układów sztywnostabilnych. Skłoniło to autora do opracowania procedury BGKODE_DSP przystosowanej do obliczeń w układach czasu rzeczywistego [5, 6[...]

Analiza kosztów obliczeń wybranych wariantów zrównoleglenia algorytmu rozwiązywania równań różniczkowych w obliczeniach obserwatora stanu DOI:10.12915/pe.2014.02.52

Czytaj za darmo! »

W artykule przedstawiono porównanie wydajności obliczeniowej procedury BGKODE_DSP służącej do rozwiązywania układów równań różniczkowych zwyczajnych (ODE) w obliczeniach równoległych na przykładzie obliczeń obserwatora stanu. Modyfikacje sposobu realizacji obliczeń w celu minimalizacji liczby punktów synchronizacji przyczyniły się do wzrostu jej wydajności obliczeniowej. Abstract. This paper presents a performance analysis the BGKODE_DSP routine used to solve systems of ordinary differential equations (ODE) in the calculation of parallel computation on the example of a state observer. Modifications to the calculation method of execution in order to minimize the number of synchronization points contributed to the growth of its computational efficiency.(Analysis of the calculations cost of selected variants ODE algorithm parallelization during state observer calculations). Słowa kluczowe: obserwator stanu, metody numeryczne, obliczenia równoległe. Keywords: state observer, numerical method, parallel computations. doi:10.12915/pe.2014.02.52 Wstęp Pomimo nieustannego wzrostu mocy obliczeniowych procesorów używanych w układach sterowania wciąż istotnym ograniczeniem używania bardziej skomplikowanych pod względem obliczeniowym algorytmów jest wymaganie dużej mocy obliczeniowej układów realizujących te zadania. Przykładem takiego algorytmu może być algorytm rozwiązywania układów równań różniczkowych zwyczajnych (ODE) typu predyktor - korektor (PECE) [1, 2]. Opisana w pracy [3] procedura BGKODE_DSP wykazała zalety związane z większą dokładnością w porównaniu do często stosowanych metod typu Rungego-Kutty (R-K) przy niewielkim i akceptowalnym zwiększeniu kosztów obliczeniowych. Wraz z upowszechnieniem się procesorów wielordzeniowych, zarówno w komputerach używanych do badań symulacyjnych jak i w procesorach sygnałowych wykorzystywanych do obliczeń w czasie rzeczywistym, naturalnym kierunkiem rozwoju tego typu metod jest przystosowanie i[...]

Obliczeniowa opłacalność zrównoleglenia drobnoziarnistego algorytmu numerycznego całkowania typu PECE DOI:10.12915/pe.2014.11.20

Czytaj za darmo! »

W artykule omówiono problemy związane z przystosowaniem metody rozwiązywania układów równań różniczkowych zwyczajnych typu predyktor-korektor (PECE) do obliczeń w układach równoległych. Zastosowanie tego typu algorytmów może być obliczeniowo opłacalne, szczególnie gdy obliczanie funkcji prawej strony równania różniczkowego jest kosztowne. Jednakże obliczenia równoległe z wieloma punktami synchronizacji mogą powodować wydłużenie czasu obliczeń w porównaniu do obliczeń sekwencyjnych. Abstract. This paper presents a performance analysis predictor-corrector (PECE) numerical integration method in the parallel computation calculations. The use of parallel algorithms for performing calculations in the analysis of initial value problems can be computationally viable, especially if the right hand side of the calculation function of the differential equation is time expensive. However, the calculations in parallel with a number of synchronization points may take a long computation time in comparison to the sequential calculation. (Computational costeffectiveness of parallelization granularity numerical integration PECE algorithm). Słowa kluczowe: numeryczne całkowanie, obliczenia równoległe. Keywords: numerical integration, parallel computations. doi:10.12915/pe.2014.11.20 Wstęp W artykule przedstawione zostaną wyniki porównania wydajności równoległych obliczeń procedury numerycznego rozwiązywania układów równań różniczkowych zwyczajnych typu predyktor-korektor (PECE) w zależności od złożoności obliczeniowej równań oraz typu powiązań pomiędzy równaniami. Procedura BGKODE_DSP [1] realizuje szczególny przypadek algorytmu Krogh'a [2]. Została ona specjalnie opracowana do zastosowań w układach czasu rzeczywistego i realizuje obliczenia ze stałą długością kroku. Jej zrównoleglona wersja jest obiektem prezentowanych badań. Proces poszukiwania wzrostu wydajności obliczeń tego typu algorytmu w przypadku obliczeń równoległych nie jest łatwy z p[...]

Analiza wielowariantowa napędu przekształtnikowego umożliwiająca ocenę sprawności i oddziaływania na środowisko

Czytaj za darmo! »

W artykule przedstawiono przykład analizy wpływu wybranych stanów pracy układu sterowania na sprawność układu napędowego, na przykładzie układu zasilającego pompę wody w elektrowni. Na podstawie pomiarów oszacowano parametry układu napędowego niezbędne do badań symulacyjnych. Model układu napędowego umożliwia badanie wpływu wielu parametrów, w tym częstotliwości układu sterowania na zawartość harmonicznych napięć i prądów oraz sprawność układu. Abstract. The paper presents an example analysis of the effect of selected operating conditions of the control system on the efficiency of the electric drive system, for example, water pump delivery system in the power plant. Based on measurements estimated parameters of the drive system required for mathematical modelling. The model of the drive system enables the study of the effects of some parameters, including frequency control system of the harmonic content of voltage and current and efficiency of the system. (Multivariate analysis of selected states of the converter drive that allows evaluating efficiency and environmental impact of power electronic part of drive). Słowa kluczowe: napędy elektryczne, model układu przekształtnikowego. Keywords: electric drive, converter system model. Wstęp Obecnie aspekty ochrony środowiska, a co za tym idzie redukcji energochłonności procesów przemysłowych, odgrywają rosnącą rolę w życiu gospodarczym. W artykule zaprezentowano wybrane wyniki badań, prowadzonych w ramach projektu, celem którego jest zbudowanie informatycznego systemu wspomagającego dobór układów napędowych z uwzględnieniem parametrów określających energochłonność napędów oraz oddziaływanie napędu na jakość energii elektrycznej w sieci zasilającej. Celem artykułu jest wykazanie, że istnieje metoda symulacji umożliwiająca dokładne zamodelowanie sprawności części przekształtnikowej napędu oraz jej oddziaływania na sieć zasilającą i napędzany silnik. Takie modelowanie umożliwia prawie opty[...]

Modelowanie wpływu przemiennika częstotliwości na sieć zasilającą


  W artykule przedstawiono model przemiennika częstotliwości zasilającego silnik indukcyjny. Model umożliwia analizę oddziaływania układu napędowego na sieć zasilającą i pozwala na dobór elementów układu napędowego i sieci zasilającej. Na podstawie prostego pojęciowo przykładu przeprowadzono przykładową analizę tego oddziaływania ze szczególnym uwzględnieniem wpływu obciążenia silnika na zmianę zawartości wyższych harmonicznych w sieci zasilającej. Przyjętą miarą tego oddziaływania są: całkowity współczynnik odkształcenia napięcia THDU i prądu THDI . Rozważono trzy miejsca analizy zawartości wyższych harmonicznych napięcia i prądu (rys. 1). Pierwszym miejscem analizy jest miejsce przyłączenia prostownika sześciopulsowego. Drugim - punkt przyłączenia kabli łączących transformator rozdzielczy z dławikami.Trzecim - strona pierwotna transformatora rozdzielczego Tr. Analizowany napęd przekształtnikowy jest sterowany za pomocą metody skalarnej MSI. W badanym układzie założono dużą zmienność obciążenia. Przyczynia się to do znacznych zmian oddziaływania napędu na sieć zasilającą w zakresie zawartości wyższych harmonicznych prądu. W artykule zostaną przedstawione: zastosowany model układu napędowego, analiza wpływu zmiany obciążenia, indukcyjności i rezystancji w torze zasilania na współczynniki THD. Model układu napędowego W analizowanym problemie zastosowano rozbudowany model układu przekształtnikowego [1] or[...]

Problemy występujące podczas pomiarów przepięć w sieciach SN


  Jednym z kryteriów oceny jakości energii elektrycznej są przepięcia napięciowe. Wyróżniamy trzy zasadnicze rodzaje przepięć: krótkotrwałe wzrosty napięcia, przepięcia oscylacyjne oraz przepięcia impulsowe. Natura ich powstawania może być różnorodna. Przyczyną ich mogą być np. wyładowania atmosferyczne ale także manewry łączeniowe na liniach zasilających oraz w rozdzielniach a także krótkotrwałe jednofazowe zwarcia [1]. Może to być powodem poważnych trudności związanych z działaniem nowoczesnych systemów kontroli i sterowania procesami technologicznymi [2]. W referacie przedstawione zostaną techniczne uwarunkowania pomiarów jednego z rodzajów zakłóceń tego typu pochodzących od wyłączników próżniowych w sieci SN o napięciu 20 kV. Przyrząd pomiarowy wykorzystywany do pomiaru przepięć Krótkotrwałe wzrosty napięcia charakteryzują się wzrostem amplitudy napięcia powyżej 110% napięcia znamionowego i czasie trwania od 0,6 s do 60 s. Przepięcia oscylacyjne natomiast wyróżnia czas trwania od 5 μs do 50 ms oraz zmiana amplitudy nawet do 8 krotnej wartości napięcia znamionowego. Przepięcia impulsowe można scharakteryzować przy pomocy czasu narastania zbocza który zawiera się w przedziale 5 ns…0,1 ms oraz czasu trwania 50 ns…1 ms. Z informacji podanej w poprzednim akapicie wynikają specyficzne wymagania dotyczące parametrów sprzętu pomiarowego umożliwiającego pomiar dla większości podanych zakresów w sieciach elektroenergetycznych SN (20 kV). Wymagania te możemy scharakteryzować następująco: - częstotliwość pomiarowa powinna być jak największa, - możliwie dokładny pomiar prądów - jak najdokładniejszy pomiar napięć, - odporność sprzętu pomiarowego na zakłócenia, - zabezpieczenie układu pomiarowego przed zwarciami międzyfazowymi oraz zwarciami faza-masa. Do wykonania pomiarów stanów dynamicznych podczas zadziałania wyłącznika próżniowego w warunkach przemysłowych użyto modułowego systemu pomiarowego wykorzystującego el[...]

Badania porównawcze wybranych procedur numerycznego rozwiązywania równań różniczkowych używanych w układach czasu rzeczywistego

Czytaj za darmo! »

W artykule porównano wybrane procedury numerycznego całkowania układów równań różniczkowych w zakresie wpływu na wybrane wskaźniki jakości działania układu napędowego. Zaproponowana procedura BGKODE_DSP realizuje wielokrokowy algorytm typu predyktorkorektor. Porównania dokonano z popularnymi procedurami jednokrokowymi używanymi w układach sterowania. Badania wykonano na przykładzie obliczeń ukł[...]

Three-phase load imbalance enhances voltage fluctuations in distribution network

Czytaj za darmo! »

Artykuł zawiera wybrane wyniki pomiaru odchyleń wartości napięcia sieci niskiego napięcia od wartości znamionowych. Analiza wyników pomiarów pozwoliła na określenie wpływu niesymetrycznego obciążenia sieci reprezentowanego przez współczynnik asymetrii napięcia na liczbę zdarzeń i głębokość zapadów napięcia występujących u odbiorców, ze szczególnym uwzględnieniem dwóch poziomów napięcia znamionowego - 220 V i 230V. (Wybrane wyniki pomiaru odchyleń wartości napięcia sieci niskiego napięcia od wartości znamionowych) Abstract. The analysis presented in this paper aims at the determination of the possibilities of detecting network load imbalance on the basis of standard measurements of electric power quality in transformer stations. The imbalance of the load represented by imbalance coeffi[...]

Pomiary napędów elektrycznych w stanach dynamicznych z wykorzystaniem dedykowanych układów pomiarowych

Czytaj za darmo! »

Pomiary parametrów elektrycznych i mechanicznych w układach napędowych pracujących w przemyśle są przedsięwzięciem złożonym wielopłaszczyznowo. Zadanie jest trudne organizacyjnie ze względu na konieczność włączenia przyrządu pomiarowego w obwody elektryczne czynnego obiektu, z wykorzystaniem przerw w pracy urządzenia lub przy chwilowym wstrzymaniu jego pracy. Część napędów przemysłowych jest zasilana z sieci SN. W tych przypadkach pojawiają się problemy bezpieczeństwa osób obsługi i przyrządów pomiarowych Abstract. Measuring electrical and mechanical parameters of industrial drive system is a multidimensional endeavour. It is an organisationally complicated task as the measurement devices need to be installed in electric circuits of an object under operation. Installation of the measurement circuits is possible during downtime of the device or temporary interruption of operation thereof. Part of industrial drives is powered from medium voltage networks. In such cases, problems with safety of the measurement staff and devices emerge. (Measurements of electrical drives in dynamic states using dedicated measurement systems) Słowa kluczowe: napęd elektryczny, pomiary, czujniki pomiarowe, wielkości elektryczne. Keywords: electric drive, measurements, sensors, electrical quantities Wstęp Zespół pomiarowy działający w Instytucie Układów Elektromechanicznych i Elektroniki Przemysłowej Politechniki Opolskiej przez ponad dziesięć lat wykonuje prace pomiarowe w sieciach elektroenergetycznych i układach napędowych. W tym czasie zebrano kilka zestawów przyrządów pomiarowych, z których część jest ściśle dedykowana do określonej funkcji pomiarowej, inne są uniwersalne i pozwalają, poza pomiarem, na wykonywanie wielu funkcji sterujących i obliczeniowych. Elektryczne układy napędowe z energoelektronicznymi przekształtnikami energii stanowią specyficzną grupę obiektów ze względu na pobieranie odkształconych prądów, generowanie niesinusoidalnych napię[...]

Analiza trendów czasowych wybranych parametrów jakości energii oraz przypadków szczególnych, niezależnych od zmiany parametrów zasilania

Czytaj za darmo! »

W latach 2001-2006 realizowano wieloletni program badania jakości energii elektrycznej w sieciach opolskiej spółki dystrybucyjnej. W tym okresie nastąpiły znaczące zmiany w parametrach zasilania sieci i jej obciążeniu. W artykule przeanalizowano trendy czasowe wskazujące na stopień zmian wybranych parametrów jakości sieci oraz charakterystyczne przypadki, praktycznie niezależne od zmiany na[...]

 Strona 1  Następna strona »