AnexaA1

download AnexaA1

of 13

Transcript of AnexaA1

  • 7/29/2019 AnexaA1

    1/13

    Anexa 1

    VALORI PROPRII I VALORI SINGULARE

    A1.1. Valori i vectori proprii

    Valorile i vectorii proprii joac un rol fundamental n descrierea matematic aunor categorii largi de procese tehnice, economice, biologice etc. De exemplu,

    proprieti eseniale cum sunt cele referitoare la stabilitatea sistemelor dinamice

    autonome modelate printr-un sistem de ecuaii difereniale liniare:

    [ ] [ ]dx

    A xdt

    = (A1.1)

    n care [ ] [ 1 2, ,..., ,...T

    i n ]x x x x= este vectorul variabilelor de stare, se exprim prin

    intermediul valorilor proprii ale matricei [ ]A , numit matrice de stare. Astfel,valorile proprii pot corespunde unor valori critice ale unor parametrii ai sistemuluidinamic, unor frecvene de oscilaie atunci cnd sunt complex conjugate etc.

    n spaiul euclidian cu n dimensiuni transformarea, vectorului

    [ ] [ ]1 2, ,..., ,...T

    i nx x x x= n vectorul [ ] , prin intermediulmatricei [A], se definete cu relaia:

    [ 1 2, ,..., ,...T

    i ny y y y y= ]

    [ ] [ ][ ]y A x= (A.1.2)

    n care [ ] este o matricea ptrat real cu dimensiunea n x n.n nA R

    n general, cei doi vectori [ ]i [ ]y sunt diferii (fig.A1.1,a), iar cnd acetiasunt coliniari (fig.A1.1,b), ei verific relaia :

    [ ] [ ]y x= (A.1.3)

    n care este un scalar.

    [ ]x [ ]x

    [ ]=[ ][ ]y A x [ ]= [ ]=y x [ ][ ]A x

    a b Fig. A1.1. Transformrile liniare ale vectorului [x] n vectorul [y]

    definite de matricea [A]

  • 7/29/2019 AnexaA1

    2/13

    Dinamica sistemelor electroenergetice406

    innd seama de relaia (A1.3), relaia (A1.2) devine:

    [ ][ ] [ ]A x x= (A1.4)

    Scalarii i vectorii [x], definii cu relaia (A1.4), reprezint valorile propriirespectiv vectorii proprii ai matricei [A]. Ecuaia (A1.4) se poate scrie sub forma:

    [ ] [ ]( )[ ] 0A I x = (A1.5,a)

    sau dezvoltat :

    11 12 1 1

    21 22 2 2

    1 2

    ... 0

    ... 0

    ... ... ... ... ... ...... 0

    n

    n

    n n nn n

    a a a x

    a a a x

    a a a x

    =

    (A1.5,b)

    n care [ este matricea unitate de ordinul n.]ISistemul de ecuaii (A1.5), fiind un sistem omogen, admite soluii nebanale

    numai dac :

    [ ] [ ]( )det 0A I = (A1.6)

    Dezvoltnd determinantul din relaia (A1.6), dup puterile lui , se obineecuaia polinomial de ordinul n:

    (A1.7)

    1

    0 1 1... 0

    n n

    n nb b b b

    + + + + =numit ecuaia caracteristic ale crei rdcini 1,2,...,n sunt cele n valori propriiale matricei [ . Valorile proprii pot fi reale, complexe, distincte sau multiple.]A

    Soluia [ ] a sistemului de ecuaii (A1.5), corespunztoare

    unei valori proprii , se numete vector propriu dreapta al matricei [ asociatvalorii proprii

    [ ]1 2, ,...,T

    i i i niR R R R=

    i ]A

    i . Acesta este un vector coloan care satisface relaia:

    [ ][ ] [ ]i iA R R= i (A1.8)

    Deoarece sistemul de ecuaii (A1.5) este omogen, iar vectorul [ ]iR este o

    soluie a acestuia, atunci i vectorul [ ]iK R este o soluie. Prin urmare, exist o

    infinitate de vectori proprii dreapta corespunztori valorii proprii i care diferntre ei doar prin scalarul multiplicator .K

    n mod similar, vectorul linie [ ] [ ]1 2, ,...i i i iL L L L= n care satisface relaia:

    [ ][ ] [ ]i iL A L= i (A1.9)

    se numete vector propriu stnga al matricei [ ]A asociat valorii proprii .i

  • 7/29/2019 AnexaA1

    3/13

    Anexa 1 Valori propriii valori singulare 407

    Aplicnd operaia de transpunere relaiei (A1.9) rezult:

    (A1.10)[ ] [ ] [ ]TT

    i i iA L L= T

    Deoarece matricele [ i]A [ ]T

    A au aceleai valori proprii rezult c vectorul

    propriu stnga [ ]iL este vectorul propriu dreapta al matricei [ ]T

    A corespunztor

    valorii proprii i .

    Vectorii proprii dreapta iR i stnga jL , corespunztori la dou valori proprii

    ii diferite, sunt ortogonali, adic:

    [ ] 0j iL R = (A1.11)

    n schimb, vectorii proprii corespunztori aceleiai valori proprii satisfacrelaia:

    i

    [ ][ ]i iL R Ci= (A1.12)

    n care este o constant diferit de zero. Deoarece, aa cum s-a menionat maisus, vectorii proprii difer ntre ei printr-o constant multiplicativ, n practic sealege aceast constant astfel nct cei doi vectori proprii s fie normalizai, adic:

    iC

    [ ] [ ] 1i iL R = (A1.13)

    Pentru a exprima n mod succint proprietile referitoare la vectorii i valorileproprii ale matricei [ , se definesc urmtoarele matrice:]A

    matricea modal [ ] [11 1

    1

    1

    ...n

    n

    n nn

    R R

    ]R R RR R

    = =

    "

    # % #

    "

    ale crei coloane sunt

    vectorii proprii dreapta;

    matricea modal [ ]11 1 1

    1

    n

    n nn

    L L

    L

    L L n

    L

    L

    = =

    "

    # % # #

    "

    ale crei linii sunt vectorii

    proprii stnga;

    matricea spectral [ ] {1

    1

    0

    ,...

    0n

    n

    diag

    } = =

    "

    # % #

    "

    ale crei

    elemente diagonale sunt valorile proprii.

  • 7/29/2019 AnexaA1

    4/13

    Dinamica sistemelor electroenergetice408

    n ipoteza c valorile proprii sunt distincte, innd seama de relaiile (A1.9),(A1.11) i (A1.13), rezult c:

    [ ][ ] [ ][ ]

    [ ][ ] [ ][ ] [ ]

    A R R

    L R R L I

    =

    = =(A1.14)

    n continuare, pe baza relaiilor (A1.14) se demonstreaz cu uurin c:

    [ ] [ ] [ ] [ ] [ ] [ ] [ ]1

    R A R L A R

    = = (A1.15)

    respectiv

    (A1.16)[ ] [ ][ ][ ] [ ][ ]1

    n

    i i i

    i

    A R L R L

    =

    = =

    Relaia (A1.16) definete descompunerea matricei [ ]A dup valorile i

    vectorii proprii. n plus, dac matricea [ ]A nu este singular, adic dac valorileproprii sunt distincte i nenule, atunci inversa acesteia se obine cu relaia:

    (A1.17)[ ] [ ][ ] [ ] [ ] [ ]1 1 1

    1

    n

    i i i

    i

    A R L R L

    =

    = =

    A1.2. Analiza modal

    Analiza modal este o metod de studiu a stabilitii sistemelor dinamicebazat pe calculul valorilori vectorilor proprii.

    Utilizarea sistemului de ecuaii difereniale (A1.1), sub forma rezultat prinaplicarea legilor fizice, pentru a investiga comportamentul sistemului dinamicmodelat, este inadecvat deoarece matricea de stare [ ]A este, n majoritateacazurilor, o matrice nediagonal. Prin urmare, ntre variabilele de stare exist uncuplaj care face imposibil identificarea parametrilor cu o influen semnificativasupra comportamentului sistemului dinamic. Pentru a elimina acest dezavantaj seutilizeaz schimbarea de variabil:

    ( ) [ ] ( ) [ ] ( )1,..., ,...,i nt R z t R R R z t = =

    (A1.18,a)

    respectiv

    (A1.18,b)( ) [ ] ( ) [ ] ( ) ( )

    1

    1i

    n

    L

    z t R x t L x t L x t

    L

    = = =

    #

    #

    n care: [ ]R i [ ]L sunt matricele modale ale matricei de stare [ ]A ;[ ]( )z t vectorul variabilelor de stare transformate, numite

    variabile modale de stare.

  • 7/29/2019 AnexaA1

    5/13

    Anexa 1 Valori propriii valori singulare 409

    n aceste condiii sistemul de ecuaii (A1.1) devine:

    [ ] [ ][ ][ ]dz

    R A R zdt

    =

    (A1.19)

    sau

    [ ] [ ][ ][ ] [ ][ ]1dz

    R A R z zdt

    = =

    (A1.20)

    Dac 0dx dz

    dt dt

    = =

    , atunci sistemul dinamic se afl n echilibru. n cazul

    sistemelor liniare punctul de echilibru l constituie originea spaiului euclidian

    ndimensional. Dac sistemul dinamic este perturbat, adic la momentul0 0t t= = [ ] ( ) ( ) [ ]0 1 0 ,..., 0 0,...,0nx x x = , atunci evoluia acestuia se obine

    prin integrarea numeric a sistemului de ecuaii difereniale (A1.1). n acestsens, mai nti se integreaz sistemul transformat de ecuaii (A1.20). inndcont c matricea spectral [ este o matrice diagonal, acest sistem este constituitdin n ecuaii difereniale liniare independente de forma:

    ]

    1,2,...,i i idz

    z i ndt

    = = (A1.21)

    avnd soluia dat de:

    ( ) ( )0 1,2,.it

    i iz t z e i n= = .., (A1.22)

    n care ( )0iz este valoarea iniial a lui .iz

    Avnd n vedere relaiile (A1.18) i (A1.22) rezult c:

    ( ) [ ] ( ) [ ] ( )1

    0 in

    ti i

    i

    t R z t R z e

    =

    = = (A1.23)respectiv

    ( ) [ ] ( )i iz t L x t = (A1.24)Conform relaiei (A1.24):

    ( ) [ ] [ ]00i iz L x iC= = (A1.25)Prin urmare, soluia general (A1.23) a sistemului de ecuaii difereniale (A1.1) devine:

    ( ) [ ] ( ) [ ] ( ) [ ]1 1

    0 in n

    ti i i i

    i i

    itx t R z t R z e R C e

    = =

    = = = (A1.26,a)

    respectiv

    ( ) 11 1 ... ....ktt

    i i ik k in nntx t R C e R C e R C e

    = + + + + (A1.26,b)

  • 7/29/2019 AnexaA1

    6/13

    Dinamica sistemelor electroenergetice410

    Se observ c rspunsul sistemului la condiiile iniiale reprezentate devectorul [ ]0x este dat de combinaia liniar a celorn moduri dinamice de variaie

    reprezentate de , numite i moduri modale de variaie, corespunztoare

    valorilor proprii ale matricei de stare

    ( )iz t

    [ ]A .

    Analiznd relaiile (A1.26) rezult urmtoarea condiie de stabilitate:

    pentru ca sistemul dinamic liniar (A1.1) s fie stabil (soluiile ( ) 0x t cnd

    ) este necesari suficient ca toate valorile propriit [ ] 1,2,...,i i n = alematricei [A] s aib partea real negativ.

    Constanta iC , definit de relaia (A1.25), reprezint amplitudinea excitaieimodului de variaie i rezultat din condiiile iniiale. Dac vectorul condiiilor

    iniiale este proporional cu vectorul propriu dreapta jR , atunci conform

    relaiilor (A1.11), [ ] . Prin urmare, va fi activat doar

    modulj de variaie.

    [ ] [ ]0 0i i jL x L R i j = =

    Din relaia (A1.18,a) rezult c elementele jiR ale vectorului propriu dreapta

    [ ]iR dau forma modului de variaie i indicnd gradul de implicare sau activitatea

    relativ a fiecrei variabile de stare j n modul de variaie i comparativ cu

    celelalte variabile de stare. n mod similar, din relaia (A1.18,b),

    rezult celementele ale vectorului propriu stngaijL [ ]iL definesc combinaia liniar a

    variabilelor de stare [ ] n cadrul modului de variaie i. Astfel, valoareaelementului este o msur a activitii variabilei de stareijL n cadrul modului de

    variaie i.

    Din cele prezentate anterior rezult c vectorii proprii dreapta [ ]iR i stnga

    ofer informaii pariale viznd contribuia unei variabile de stare[ ]iL jx n modulde variaie ii viceversa. Pentru a obine o informaie net a influenelor reciprocedintre o variabil de stare j i un mod de variaie modal i se definete matriceafactorilor de participare:

    [ ] [ ]1,..., ,...,i nP P P P= (A1.27)n care:

    (A1.28)[ ]

    1 1 1

    1,2,...,

    i i i

    i ji ji ij

    ni ni in

    P R L

    P P R L i

    P R L

    = = =

    # #

    # #

    n

  • 7/29/2019 AnexaA1

    7/13

    Anexa 1 Valori propriii valori singulare 411

    este vectorul de participare al variabilelor de stare [ ] la modul de variaie i.

    Elementele jiP ale matricei de participare [ ]P se numesc factori departicipare i se determin cu relaia:

    (A1.29)1,.2,..., i 1,.2,...,ji ji ijP R L i n j n= = =

    Valoarea fiecrui factor de participare jiP indic participarea variabilei de stare

    jx la modul de variaie modal i. Se precizeaz faptul c, n timp ce elementele

    iji ijR L depind de unitile de msur folosite n cadrul modelului, factorii de

    participare sunt adimensionali. n plus, avnd n vedere normalizarea vectorilorproprii, suma factorilor de participare asociai unui mod de variaie modal i,respectiv unei variabile de stare j , este 1. Prin urmare, suma elementelor de pe o

    coloan, respectiv de pe o linie a matricei de participare [ ]P este 1, adic:

    1 1

    1n n

    ji ji

    j i

    P P= =

    = = (A1.30)

    n funcie de natura valorilor proprii se disting urmtoarele dou moduri devariaie:

    (i) Modurile de variaie non-oscilatorie sau modurile aperiodice asociate

    valorilor proprii reale ale matricei de stare. n acest caz, att componentelevectorilor proprii ct i constantele sunt reale. Dac valoarea proprie estenegativ, atunci modul corespunztor este un mod aperiodic amortizat. n schimb,o valoare proprie pozitiv indic o instabilitate aperiodic. Trecerea unei valoriproprii reale din semiplanul stng n semiplanul drept, ca urmare a variaiei unuiparametru al sistemului dinamic, corespunde unei bifurcaii de tip nod a.

    iC

    (ii)Modurile de variaie oscilatorie asociate valorilor proprii complexe. Deoarecematricea de stare este o matrice real, valorile proprii complexe apar n perechicomplex conjugate, fiecrei perechi corespunzndu-i un mod de variaieoscilatoriu. Constantele i componentele vectorilor proprii corespunztorivalorilor proprii complex conjugate, vor avea i valori complexe astfel nct fiecare

    dintre variabilele de stare s aib valori reale la orice moment de timp. Partea reala valorilor proprii complex conjugate ne d amortizarea, iar partea imaginarfrecvena de oscilaie. Astfel, pentru o pereche de valori proprii complex conjugate

    iC

    j = (A1.31)

    frecvena de oscilaie n Hz este dat de:

    2f

    =

    (A1.32)

  • 7/29/2019 AnexaA1

    8/13

    Dinamica sistemelor electroenergetice412

    iar factorul de amortizare de:

    2 2

    =

    + (A1.33)

    Avnd n vedere condiia de stabilitate i relaia (A1.33) de definiie afactorului de amortizare, rezult c un factor de amortizare pozitiv corespunde unuimod oscilatoriu amortizat, n timp ce unul negativ corespunde unei instabilitioscilatorii. Trecerea unei perechi de valori proprii complex conjugate dinsemiplanul stng n semiplanul drept, ca urmare a variaiei unui parametru alsistemului dinamic, corespunde unei bifurcaii de Hopf.

    n cazul unui mod oscilatoriu amortizat, constanta de timp a amortizrii

    oscilaiilor este 1T= . Cu alte cuvinte, amplitudinea oscilaiilor scade la 1e

    sau

    la 37% din valoarea iniial dup 1T= secunde.

    Referitor la utilizarea practic a analizei modale trebuie remarcat faptul cvalorile proprii situate n semiplanul stng al planului complex, dar apropiate deaxa imaginar, corespund unor moduri de variaie oscilatorie stabile slabamortizate. Pentru a elimina apariia unor astfel de oscilaii, se definete o zon destabilitate mai restrictiv dect axa imaginar, numit con de stabilitate (fig. A1.2).

    Acesta este definit de dou semiaxe care fac unghiul2

    < (unghiul limit al

    conului de stabilitate) cu axa real.

    Re

    Im

    1

    2

    3

    4

    Zona instabilZona stabil

    Fig. A1.2. Definirea conului de stabilitateDac exist valori proprii situate n afara conului de stabilitate, ca de exemplu, i , se impune modificarea acelor parametrii ai sistemului dinamic care

    determin deplasarea acestora n conul de stabilitate (anularea unghiului ).1 2 3

    Exemplu de calcul numeric

    Folosind tehnica analizei modale, s se studieze stabilitatea unui sistemdinamic liniar de ordinul doi avnd matricea de stare:

  • 7/29/2019 AnexaA1

    9/13

    Anexa 1 Valori propriii valori singulare 413

    [ ]1 3

    3 1A

    =

    Ecuaia caracteristic este:

    [ ] [ ]( ) 21 3

    det 2 10 03 1

    A I

    = = + + =

    ,

    iar valorile proprii rdcinile ecuaiei caracteristice sunt:

    1 1 3j j = = .Modurile de variaie corespunztoare celor dou valori proprii sunt moduri

    oscilatorii avnd:

    frecvena de oscilaie

    3

    0.47752 2 Hz

    = = =

    factorul de amortizare( )

    ( ) ( )2 2 2 2

    1 10.3162

    101 3

    = = = =

    + +

    Vectorii proprii dreapta [ ]1R i [ ]2R corespunztori celor dou valori propriii se obin rezolvnd succesiv sistemul de ecuaii (A1.8). Astfel, pentru

    rezult sistemul de ecuaii omogene:1 2

    1 1 3j = +

    1 11 11

    1 21 21

    1 3 3 3 0

    3 1 3 3 0

    R Rj

    R Rj

    = =

    0

    din care se obine o singur ecuaie independent 11 213 3j R R + = , avndsoluiile 11R K= i 11R jK= , n careKeste o constant arbitrar. Vectorul propriu

    dreapta [ ]1R , corespunztor valorii proprii 1 1 3j = + , este [ ] .11

    R Kj

    =

    n mod similar se determin vectorul propriu [ ]2R , corespunztor valorii

    proprii , ca fiind [ ]2 1 j = 3 21

    R Kj

    =

    Dac se alege1

    0.70712

    K= = , astfel nct vectorii proprii s fie

    normalizai, rezult matricea modal [ ] 0.7071 70717071 7071

    Rj j

    = , respectiv matricea

    modal [ ] .[ ] 10.7071 0.7071

    0.7071 0.7071

    jL R

    j

    = = + Deci, vectorii proprii dreapta sunt [ ] [ ]1 0.7071 0.7071L j= respectiv

    . Se poate verifica cu uurin c[ ] [ ]2 0.7071 0.7071L j= + [ ][ ] [ ][ ]1 1 2 2 1L R L R= =

    i [ ] .[ ] [ ][ ]1 2 2 1 0L R L R= =

  • 7/29/2019 AnexaA1

    10/13

    Dinamica sistemelor electroenergetice414

    Matricea factorilor de participare ai variabilelor de stare 1x i 2 la cele dou

    moduri de variaie, calculai cu relaia (A1.29), este [ ]0.5 0.5

    0.5 0.5P

    =

    .

    Dac se consider c iniial sistemul se afl n starea [ ]00.5

    0.5x

    =

    , atunci,

    conform relaiilor (A1.26), variaia n timp a celor dou variabile de stare este datde relaiile:

    ( )

    ( )

    1 2

    1 2

    1 11 1 21 2

    2 21 1 22 2

    t t

    t t

    x t R C e R C e

    x t R C e R C e

    = +

    = +

    n care , iar[ ] [ ]1 1 0 0.3536 0.3536C L x j= = [ ][ ]2 2 0 0.3536 0.3536C L x j= = + .n figura A2.3 este prezentat variaia celor dou variabile de stare 1 i 2x n

    timpul tranziiei sistemului dinamic din starea iniial [ ]00.5

    0.5x

    =

    ctre starea de

    echilibru [ ] .0

    0ex

    =

    Fig. A2.3. Evoluia temporar a variabilelor de stare 1 i 2x

    A1.3. Valori singulare i vectori singulari

    Calculul valorilor singulare i al vectorilor singulari asociai are la baztransformrile ortoganale i joac un rol esenial n evidenierea proprietilorstructurale legate de conceptul de rang matriceal. n acest context se reamintesc

    cteva definiii referitoare la matricele ptrate xn nA R :

    (i) dac [ ] atunci matricea este simetric;[ ]T

    A A=

  • 7/29/2019 AnexaA1

    11/13

    Anexa 1 Valori propriii valori singulare 415

    (ii) dac [ ][ ] [ ] [ ]T TA A A A= , matricea este normal;

    (iii) dac [ ] , matricea este ortogonal;[ ] [ ]T

    A A I=

    (iv) dac matricea [ este ortogonal i normal, atunci ea se numetematrice ortonormal sau unitar;

    ]A

    (v) matricele ortogonale conserv normele matriceale i .2l Fl

    Dac este o matrice ptrat de ordin n, atunci exist dou matrice

    ortonormale i [ astfel nct:[ ]A

    [ ]U ]V

    (A1.34)[ ] [ ][ ][ ] [ ][ ]1

    n TT

    i i i

    i

    A U V U V=

    = = n care: [ este o matrice diagonal ale crei elemente ] 1 2 ...n 0 sunt

    valorile singulare ale matricei A; coloanele matricei[ ]iU [ ]U sunt vectorii singulari stnga

    corespunztori valorilor singulare 1,i i n = ;

    coloanele matricei[ ]iV [ ]V sunt vectorii singulari dreapta

    corespunztori valorilor singulare 1,i i n = .

    Relaia (A1.34) definete descompunerea dup valorile singulare a matricei. Rangul matricei este dat de numrul valorilor singulare nenule. Acestea sunt

    rdcinile ptrate pozitive ale valorilor proprii ale matricei

    [ ]A

    [ ] [ ]T

    A A care sunt si

    valorile proprii ale matricei [ ] [ ]T

    A A . ntr-adevr, matricele [ ]U i fiindortonormale satisfac relaiile:

    [ ]V

    (A1.35)[ ][ ] [ ] [ ] [ ]

    [ ][ ] [ ] [ ] [ ]

    T T

    T T

    U U U U I

    V V V V I

    = =

    = =

    Prin urmare, dac[ ] [ ] [ ] [ ]T

    A U V= , atunci [ ] [ ][ ] [ ] [ ][ ][ ]T T T

    A V U V U= = T

    T

    T

    , iar

    (A1.36)[ ][ ] [ ][ ][ ] [ ][ ][ ] [ ][ ] [ ]

    [ ] [ ] [ ][ ][ ] [ ][ ][ ] [ ][ ] [ ]

    2

    2

    T T T

    T T T

    A A U V V U U U

    A A V U U V V V

    = =

    = =

    n concluzie, matricele [ ] iU [ ]T

    U sunt matricele modale ale matricei

    , iar matricele [ i[ ] [ ]T

    A A ]V [ ]T

    V sunt matricele modale ale matricei [ ] . Se

    observ c dac matricea [ este simetric, atunci valorile proprii i valorilesingulare ale acesteia sunt identice.

    [ ]T

    A A

    ]A

  • 7/29/2019 AnexaA1

    12/13

    Dinamica sistemelor electroenergetice416

    ntre vectorii singulari i valorile singulare exist urmtoarele relaii:

    i i

    ti i

    AV U

    A U V

    i

    i

    =

    = (A1.35)

    Dac matricea nu este singular, adic 0 1,2,...,i i n = , atunci rangul eieste n, iar inversa se obine cu relaia:

    (A1.36)1

    1

    nT

    i i i

    i

    A V U VU

    =

    = = 1 T

    Matricea devine singular atunci cnd 1 2 1... 0n n > = . Prin urmare,

    cea mai mic valoare singular n a matricei [ ]A , notat ( )min A , constituie omsur a distanei fa de cel mai apropiat set de matrice singulare de ordinul n, adicde setul matricelor de rang 1n . Avnd n vedere acest aspect, pentru aplicaiilepractice, ca de exemplu evaluarea stabilitii de tensiune a unui sistem electroenergetic,prezint interes algoritmul pentru calculul celei mai mici valori singulare i a

    vectorilor singulari asociai in

    [ ]nU [ ]nV . Acest algoritm are la baz metoda iteraiei

    inverse aplicat matricei [ ] sau[ ]T

    A A [ ] [ ]T

    A A i cuprinde urmtorii pai:

    1. Iniializeaz pasul curent de calcul 0p = i selecteaz valorile iniiale

    ale vectorului singular dreapta ( )0nV

    2. Itereaz2.1. rezolv sistemul [ ] ( ) ( )

    T p p

    n nA U V =

    2.2. estimeaz valoarea minim singular ( )

    ( )2

    2

    p

    n

    np

    n

    V

    U =

    2.3. rezolv sistemul [ ] ( ) ( )1k kn nA V U+ =

    2.4. estimeaz valoarea minim singular ( )

    ( )2

    1

    2

    p

    n

    np

    n

    U

    V+

    =

    pn cnd este satisfcut testul de convergen, adic pn cnddiferena dintre valorile estimate n doi pai succesivi este mai micdect o valoare aleas n funcie de precizia de calcul dorit.

    Exemplu de calcul numeric

    Se consider matricea [ ]2 3

    1 2A

    =

    . Descompunerea dup valorile

    singulare a acestei matrice, obinut folosind funcia svd (singular valuedecomposition) din MATLAB, este dat de:

  • 7/29/2019 AnexaA1

    13/13

    Anexa 1 Valori propriii valori singulare 417

    [ ] [ ] [ ] [ ]0.8507 0.5257 4.2361 0.5257 0.8507

    0.5257 0.8507 0.2361 0.8507 0.5257

    TT

    A U V

    = =

    .

    Deci, valorile singulare i vectorii singulari asociai sunt:

    ( )1 4.2361A = respectiv [ ]10.8507

    0.5257U

    =

    i [ ]1

    0.5257

    0.8507V

    =

    ( )2 0.2361A = respectiv [ ]20.5257

    0.8507U

    =

    i [ ]2

    0.8507

    0.5257V

    =

    Se poate verifica cu uurin c:

    [ ] [ ] [ ] [ ]1 1 2 2 1T T

    U U U U = = i [ ] [ ] [ ] [ ]1 2 2 1 0T T

    U U U U = =

    respectiv[ ] [ ] [ ] [ ]1 1 2 2 1

    T TV V V V = = i [ ] [ ] [ ] [ ]1 2 2 1 0

    T TV V V V = =

    adic matricele [ ]U i [ sunt ortonormale.]V