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基于自適應(yīng)混合遺傳算法的非線性函數(shù)優(yōu)化方法

基于自適應(yīng)混合遺傳算法的非線性函數(shù)優(yōu)化方法

一、一種基于自適應(yīng)混合遺傳算法的非線性函數(shù)優(yōu)化方法(論文文獻綜述)

李久輝[1](2021)在《地下水LNAPLs污染溯源辨析》文中研究說明石油及石油類產(chǎn)品往往會由于處理不當(dāng)或突發(fā)事故等原因,泄漏并進入到含水層中,對地下水造成污染。與地表水污染不同,地下水污染埋藏于地表面以下,存在并運移于巖土的空隙介質(zhì)之中,具有存在的隱蔽性和發(fā)現(xiàn)的滯后性等特點,因此即使發(fā)生了污染,通常也難以被及時發(fā)現(xiàn),導(dǎo)致人們對于含水層中的污染源信息缺乏了解和掌握。這給地下水污染肇事者責(zé)任認定、污染風(fēng)險評價、污染物質(zhì)運移預(yù)測和污染修復(fù)方案設(shè)計都帶來了很大的困難。因此,開展關(guān)于地下水污染溯源辨析的研究至關(guān)重要。地下水污染溯源辨析是指在資料收集、野外現(xiàn)場調(diào)查和定性分析等輔助工作的基礎(chǔ)上,利用有限的現(xiàn)場實測監(jiān)測數(shù)據(jù)(水位和濃度),對刻畫地下水污染的數(shù)值模擬模型進行反向求解,從而確定含水層中污染源的信息,包括污染源的個數(shù)、空間位置與釋放歷史等。地下水污染溯源辨析屬于數(shù)理方程反問題,常常具有不適定性與非線性的特點。目前,地下水污染溯源辨析仍處于發(fā)展階段,有關(guān)地下水輕非水相流體(Light non-aqueous phase liquids,LNAPLs)污染的溯源辨析研究更是鮮有報道。LNAPLs大多具有低水溶性、高毒性、比重小于水、容易揮發(fā)擴散、易被微生物降解的特點。進入地下水后會對用水安全及生態(tài)環(huán)境造成危害。因此,制定合理高效的LNAPLs污染修復(fù)方案對LNAPLs污染進行修復(fù)顯得格外重要。然而,辨析和掌握含水層中LNAPLs污染源的信息是制定污染修復(fù)方案的重要前提。因此,進行地下水LNAPLs污染溯源辨析研究具有重要的理論意義和實際應(yīng)用前景。本文采用理論分析與實際例子相結(jié)合的研究方式,通過模擬-優(yōu)化方法、最優(yōu)互補降噪方法、人工智能集對替代模型、自適應(yīng)混合灰狼優(yōu)化算法、蒙特卡洛方法等多種理論與方法的綜合運用,對地下水LNAPLs溯源辨析研究前沿中仍待解決的科學(xué)問題開展深入研究,拓展和豐富地下水污染溯源辨析的理論、方法和技術(shù)內(nèi)涵。首先,在進行資料收集、野外現(xiàn)場調(diào)查和定性分析等輔助工作的基礎(chǔ)上,根據(jù)研究區(qū)的具體條件,對研究區(qū)的地質(zhì)及水文地質(zhì)條件進行概化處理,建立研究區(qū)的概念模型。充分利用前期工作成果,對待求的含水層參數(shù)和污染源信息賦予初估值,初步建立刻畫污染物質(zhì)運移的地下水LNAPLs污染多相流數(shù)值模擬模型。之后,為了改進對動態(tài)監(jiān)測數(shù)據(jù)降噪處理的效果,本文基于經(jīng)驗?zāi)B(tài)分解方法、集合經(jīng)驗?zāi)B(tài)分解方法和互補集合經(jīng)驗?zāi)B(tài)分解方法,構(gòu)建了最優(yōu)互補降噪方法,再將其應(yīng)用于假想例子動態(tài)監(jiān)測數(shù)據(jù)的降噪試驗,對其適用性和有效性進行分析后,將其應(yīng)用于實際例子動態(tài)監(jiān)測數(shù)據(jù)的降噪處理,為后續(xù)研究奠定堅實基礎(chǔ)。然后,采用敏感性分析方法,篩選出對多相流數(shù)值模擬模型輸出結(jié)果影響較大的模擬模型參數(shù)。將篩選出的模擬模型參數(shù)和地下水污染源信息都作為待求變量,并運用拉丁超立方抽樣方法在其取值范圍內(nèi)進行抽樣。把抽樣得到的樣本依次輸入到多相流數(shù)值模擬模型并進行正演計算,以獲得訓(xùn)練樣本與檢驗樣本。運用訓(xùn)練樣本與檢驗樣本分別對長短期記憶神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)替代模型和深度信念神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)替代模型進行訓(xùn)練與檢驗。通過調(diào)整神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的深度、超參數(shù)、權(quán)值和偏置,提高替代模型對具有復(fù)雜非線性映射關(guān)系模擬模型的逼近精度。為了使長短期記憶神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)替代模型和深度信念神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)替代模型發(fā)揮自身優(yōu)勢,基于上述兩者建立了人工智能集對替代模型。將人工智能集對替代模型與基于其他單一方法的替代模型進行對比,分析人工智能集對替代模型的精度和適用性。最后,建立非線性規(guī)劃優(yōu)化模型,并將人工智能集對替代模型作為等式約束條件嵌入到優(yōu)化模型中。探索非線性規(guī)劃優(yōu)化模型的有效解法,在傳統(tǒng)灰狼優(yōu)化算法中引入萊維飛行隨機游走策略、Metropolis接受準(zhǔn)則和自適應(yīng)權(quán)重策略對其進行改進,構(gòu)建了自適應(yīng)混合灰狼優(yōu)化算法。應(yīng)用自適應(yīng)混合灰狼優(yōu)化算法求解優(yōu)化模型,獲得模擬模型參數(shù)和污染源信息的辨析結(jié)果。同時對自適應(yīng)混合灰狼優(yōu)化算法的適用性進行分析。另外,在獲得模擬模型參數(shù)辨析結(jié)果的基礎(chǔ)上,對模擬模型參數(shù)取值給予隨機擾動,通過蒙特卡洛方法和模擬-優(yōu)化方法綜合運用,分析模擬模型參數(shù)的隨機變化對地下水LNAPLs污染源辨析結(jié)果的不確定性影響。得到污染源位置和污染物質(zhì)泄漏量的數(shù)字特征、概率分布和不同置信水平下污染源信息的置信區(qū)間,為決策者提供更加豐富的參考依據(jù)?;谝陨系难芯績?nèi)容,得出了以下幾條主要結(jié)論:(1)為了改進對動態(tài)監(jiān)測數(shù)據(jù)降噪處理的效果,基于經(jīng)驗?zāi)B(tài)分解方法、集合經(jīng)驗?zāi)B(tài)分解方法和互補集合經(jīng)驗?zāi)B(tài)分解方法構(gòu)建了最優(yōu)互補降噪方法。最優(yōu)互補降噪方法的降噪效果,優(yōu)于三種單一方法的降噪效果,更適用于地下水動態(tài)監(jiān)測數(shù)據(jù)的降噪處理。(2)長短期記憶神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)替代模型和深度信念神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)替代模型對多相流模擬模型的逼近精度,均高于極限學(xué)習(xí)機替代模型和克里格替代模型?;陂L短期記憶神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)替代模型和深度信念神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)替代模型,建立了人工智能集對替代模型。人工智能集對替代模型對多相流模擬模型的逼近精度,優(yōu)于其他四種單一的替代模型。人工智能集對替代模型對于變量種類多、具有復(fù)雜非線性映射關(guān)系的多相流數(shù)值模擬模型擬合能力更好。(3)探索非線性規(guī)劃優(yōu)化模型的有效解法。將萊維飛行隨機游走策略、Metropolis接受準(zhǔn)則和自適應(yīng)權(quán)重策略引用于傳統(tǒng)灰狼優(yōu)化算法中,能夠使傳統(tǒng)灰狼優(yōu)化算法得以改進?;谌R維飛行和Metropolis接受準(zhǔn)則的自適應(yīng)混合灰狼優(yōu)化算法能夠在不陷入局部最優(yōu)解的前提下,快速搜索到全局最優(yōu)解,提高地下水LNAPLs污染溯源辨析結(jié)果的精度。(4)基于模擬-優(yōu)化方法進行地下水LNAPLs污染溯源辨析只能得到唯一的辨析結(jié)果。為了分析模擬模型參數(shù)的隨機變化對污染源辨析結(jié)果的不確定性影響。將蒙特卡洛方法與模擬-優(yōu)化方法結(jié)合運用,對地下水LNAPLs污染溯源辨析結(jié)果進行不確定性分析,能夠獲得污染源信息辨析結(jié)果的數(shù)字特征、概率分布及其在不同置信水平下污染源信息的置信區(qū)間。從而為決策者提供更加豐富的參考依據(jù)。

代永強[2](2021)在《基于混合蛙跳算法的高維數(shù)據(jù)降維技術(shù)研究》文中提出混合蛙跳算法自提出以來,在資源調(diào)度、結(jié)構(gòu)設(shè)計、參數(shù)調(diào)控和組合優(yōu)化等應(yīng)用方面取得了顯著成效。應(yīng)用實踐表明,在相同條件下,與遺傳算法和粒子群優(yōu)化算法等智能優(yōu)化算法比較,經(jīng)混合蛙跳算法優(yōu)化后的應(yīng)用模型在成本管理、能耗節(jié)約、資源利用和經(jīng)濟效益等方面均展現(xiàn)出良好的性能,且隨著模型規(guī)模增大,對模型優(yōu)化性能地提升也更加明顯。特征選擇與投影尋蹤是降低數(shù)據(jù)規(guī)模和復(fù)雜度的高維數(shù)據(jù)降維技術(shù),該技術(shù)通過分析低維數(shù)據(jù)的呈現(xiàn)特征,揭示高維數(shù)據(jù)隱含的信息和價值,以達到簡化問題規(guī)模和提高數(shù)據(jù)挖掘能力的目的。遺傳算法、粒子群優(yōu)化算法等經(jīng)典算法在高維數(shù)據(jù)降維技術(shù)中均有較多研究成果,與遺傳算法、粒子群優(yōu)化算法比較,混合蛙跳算法結(jié)合模因算法和粒子群優(yōu)化算法兩者的優(yōu)點,具有概念簡單、參數(shù)少、計算速度快、全局尋優(yōu)能力強和易于實現(xiàn)等特點;混合蛙跳算法的性能主要由算法參數(shù)和更新策略共同決定,合理的參數(shù)設(shè)置方案和優(yōu)化的更新策略可進一步提高算法的性能。因此開展混合蛙跳算法參數(shù)設(shè)置方案及更新策略研究,拓展算法在特征選擇和投影尋蹤兩類高維數(shù)據(jù)降維技術(shù)中的應(yīng)用切實可行,具有較高的研究意義。論文主要研究工作如下:(1)開展了混合蛙跳算法參數(shù)優(yōu)化和更新策略研究,提高了算法的優(yōu)化性能。針對現(xiàn)有文獻中關(guān)于混合蛙跳算法參數(shù)配置研究的不足,建立了種群、分組數(shù)和最大步長三個參數(shù)組成的分組-子群平衡改進正交試驗設(shè)計方案,提高了正交實驗方法的水平采集密度和運算效率,降低了參數(shù)關(guān)聯(lián)對于算法性能的影響。通過試驗仿真獲得了參數(shù)最優(yōu)配置方案,最優(yōu)參數(shù)配置方案與最差參數(shù)配置方案、所有參數(shù)配置方案的均值和相關(guān)文獻中的參數(shù)配置方案比較,算法優(yōu)化性能分別提高了41.56%、28.03%和41.00%。(2)通過引入混沌記憶權(quán)重因子、細菌趨化因子和平衡分組策略對混合蛙跳算法的更新策略進行優(yōu)化,提出了混沌記憶權(quán)重因子混合蛙跳算法(Improved Shuffled Frog Leaping Algorithm,ISFLA)和細菌趨化因子混合蛙跳算法(Bac terial Foraging Shuffled Frog Leaping Algorithm,BF-SFLA)。兩種改進算法較好地處理了全局探索和局部搜索之間的平衡,降低了算法陷入局部最優(yōu)的概率,進一步提高了算法的多樣性。通過對標(biāo)準(zhǔn)測試函數(shù)仿真實驗并與相關(guān)文獻中的改進算法進行比較,仿真結(jié)果顯示,ISFLA和BF-SFLA的綜合優(yōu)化性能分別提高了29.32%和33.87%,達優(yōu)成功率均值分別提高了29.36%和30.23%,平均迭代次數(shù)均值分別降低了30.21%和42.38%,改進算法獲得了更高的尋優(yōu)精度和更快的收斂速度。(3)提出了基于混合蛙跳算法的特征選擇方法,進一步提高了高維生物醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)特征選擇的性能。針對高維生物醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)中存在大量無關(guān)或弱相關(guān)特征影響疾病診斷效率的現(xiàn)狀,構(gòu)建了基于ISFLA和BF-SFLA的高維生物醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)特征選擇方法,充分利用ISFLA和BF-SFLA良好的尋優(yōu)性能,提高了特征選擇方法在特征空間對有效特征子集的搜索能力;通過引入自適應(yīng)策略,分類準(zhǔn)確率、有效特征出現(xiàn)概率、特征子集數(shù)目和算法執(zhí)行時間等約束因素到混合蛙跳特征選擇方法中,構(gòu)建了自適應(yīng)混合蛙跳特征選擇方法(Adaptive Shuffled Frog Leapi ng Algorithm,A-SFLA)、自適應(yīng)混沌記憶權(quán)重因子混合蛙跳特征選擇方法(Ad aptive Improved Shuffled Frog Leaping Algorithm,A-ISFLA)和自適應(yīng)細菌趨化因子混合蛙跳特征選擇方法(Adaptive Bacterial Foraging Shuffled Frog Leap ing Algorithm,ABF-SFLA)。三種自適應(yīng)特征選擇方法在迭代過程中依據(jù)約束因素自適應(yīng)調(diào)整解的空間維度,篩選出更具有代表性的特征子集。通過對9組高維度生物醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)進行特征選擇驗證,并與相關(guān)文獻中的改進特征選擇方法比較,ISFLA和BF-SFLA特征選擇方法獲得的平均分類準(zhǔn)確率均值提高3.4%至7.0%,標(biāo)準(zhǔn)差均值降低26.9%至46.7%,平均特征子集數(shù)目均值減少3.0%至52.1%,說明基于ISFLA和BF-SFLA的特征選擇方法在整體上獲得了更高的分類準(zhǔn)確率、更好的穩(wěn)定性和更少的特征子集數(shù)目,顯著提高了相關(guān)疾病的診斷效率;與ISF LA、BF-SFLA和SFLA比較,A-ISFLA、ABF-SFLA和A-SFLA三種自適應(yīng)特征選擇方法在保持分類準(zhǔn)確率穩(wěn)定的前提下,運行時間分別縮短了67.8%,67.6%和67.9%,進一步加快了相關(guān)疾病的診斷速度。(4)構(gòu)建了基于改進混合蛙跳算法的投影尋蹤模型,提高了模型對農(nóng)業(yè)旱災(zāi)脆弱性和城市重金屬污染綜合評價的性能。建立了農(nóng)業(yè)旱災(zāi)脆弱性、城市重金屬污染的指標(biāo)體系和等級劃分標(biāo)準(zhǔn),利用ISFLA和BF-SFLA對農(nóng)業(yè)旱災(zāi)脆弱性投影尋蹤評價模型進行優(yōu)化,與相關(guān)文獻中采用的模型計算結(jié)果比較,投影指標(biāo)函數(shù)值分別提高了4.9%和5.1%,標(biāo)準(zhǔn)差分別降低了47.0%和78.5%;利用ISFL A和BF-SFLA對城市重金屬污染投影尋蹤評價模型進行優(yōu)化,與相關(guān)文獻中采用的模型計算結(jié)果比較,投影指標(biāo)值分別提高了6.8%和7.8%,標(biāo)準(zhǔn)差分別降低了10.7%和68.0%?;诟倪M混合蛙跳算法的投影尋蹤模型降低了評價指標(biāo)賦權(quán)不科學(xué)、不規(guī)范對評價結(jié)果的影響,進一步增強了模型在農(nóng)業(yè)旱災(zāi)脆弱性和城市重金屬污染綜合評價中的應(yīng)用前景。

黃鵬[3](2021)在《混合不確定性下工業(yè)機器人運動精度可靠性分析與優(yōu)化設(shè)計》文中進行了進一步梳理隨著自動化技術(shù)的發(fā)展,工業(yè)機器人以其高效、低成本、重復(fù)性好等優(yōu)點,在汽車制造、電子電氣和航空航天等現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中得到了廣泛的應(yīng)用。在這些應(yīng)用中,運動精度作為關(guān)鍵的性能指標(biāo),是工業(yè)機器人完成操作任務(wù)的重要保證。然而,由于工業(yè)機器人結(jié)構(gòu)中制造誤差、關(guān)節(jié)間隙、彈性變形等不確定性因素的影響,末端執(zhí)行器實際的運動遠未達到高精度、高可靠的性能要求。因此,精確地分析和評估工業(yè)機器人的運動精度可靠性,是確保其在工作過程中準(zhǔn)確、可靠運行的重要保障,對工業(yè)機器人的精度設(shè)計也具有實際的指導(dǎo)意義??紤]到工業(yè)機器人生產(chǎn)和運行過程中,除了因自然變異性而存在的隨機不確定性外,往往還包括一些因特征不完全認識的認知不確定性,這時僅靠單一的數(shù)學(xué)模型難以實現(xiàn)有效的運動精度不確定性分析。為此,本文針對混合不確定性下工業(yè)機器人運動精度可靠性分析與優(yōu)化設(shè)計展開研究。主要內(nèi)容和成果如下:(1)研究了隨機不確定性下工業(yè)機器人定位精度可靠性分析方法。對于多自由度工業(yè)機器人,根據(jù)其運動學(xué)模型建立的定位精度極限狀態(tài)函數(shù)通常是高度非線性的,這時采用傳統(tǒng)的一階可靠度法來處理可能面臨收斂速度慢、甚至不收斂問題。為此,本文基于有限步長法和Armijo線搜索技術(shù)提出了一種高效、穩(wěn)定的定位精度失效概率計算方法。該方法一方面通過引入具有有限步長的靈敏系數(shù)增強了收斂性能,另一方面通過構(gòu)建基于Armijo線搜索技術(shù)的優(yōu)化方法和自適應(yīng)步長策略提高了計算效率。(2)提出了基于微分運動學(xué)和鞍點近似法的定位精度可靠性分析方法??紤]到一階可靠度法在處理高度非線性定位精度可靠性模型上仍存在準(zhǔn)確性不高問題,本文首先基于微分運動學(xué)和誤差傳播理論建立位置誤差函數(shù),重新構(gòu)建了定位精度的運動學(xué)可靠性模型,以此避免復(fù)雜非線性函數(shù)引起的可靠性分析不穩(wěn)定性。然后,根據(jù)位置誤差模型推導(dǎo)了位置誤差分布參數(shù)的解析表達式,并結(jié)合特征分解技術(shù)建立了位置誤差的累積量生成函數(shù)。從而運用鞍點近似法計算了定位精度的可靠性分析結(jié)果。(3)研究了混合隨機和區(qū)間不確定性的定位精度可靠性分析方法。在實際應(yīng)用中,易面臨因信息有限而只能確定運動學(xué)參數(shù)范圍的情況。這時隨機和區(qū)間不確定性的同時存在,使得基于概率論的定位精度隨機不確定性分析方法難以應(yīng)用。對此,本文提出了一種混合隨機和區(qū)間變量的定位精度可靠性分析框架。首先,通過在每個設(shè)計點搜索過程中同時進行區(qū)間分析和概率分析,建立了混合可靠性模型的單循環(huán)計算策略。隨后針對區(qū)間分析提出了一種基于混合共軛梯度方向和有效集的投影梯度法,并在概率分析中引入混合共軛梯度方向和自適應(yīng)有限步長提高了計算效率。最后在所得設(shè)計點的基礎(chǔ)上,開發(fā)了基于響應(yīng)面的鞍點近似法以提高定位精度混合可靠性分析的準(zhǔn)確性。(4)建立了基于軌跡精度可靠性的工業(yè)機器人優(yōu)化設(shè)計方法。現(xiàn)有的精度優(yōu)化設(shè)計方法大多研究的是以工作點或其單坐標(biāo)分量為概率約束的公差分配,而很少關(guān)注工業(yè)機器人運行軌跡的可靠性水平。在本文中,構(gòu)建了以軌跡精度可靠性為約束,同時考慮制造成本和質(zhì)量損失的精度優(yōu)化設(shè)計模型。為了高效、準(zhǔn)確地求解優(yōu)化模型,針對內(nèi)層的軌跡精度可靠性分析,在混合隨機和區(qū)間不確定性等效模型上提出了基于稀疏網(wǎng)格積分和鞍點近似的失效概率計算方法。進而在外層結(jié)合遺傳算法實現(xiàn)了運動學(xué)參數(shù)公差分配方案的優(yōu)化設(shè)計。

李紅霞[4](2021)在《基于自適應(yīng)卡爾曼濾波的負荷模型參數(shù)在線辨識算法研究》文中進行了進一步梳理隨著我國主要電網(wǎng)互聯(lián)和混連受端電網(wǎng)進程推進,新能源和電力電子元件的增加,不同地區(qū)負荷需求及特征也呈現(xiàn)出較大的差異性、隨機性和分散性。負荷相對落后于發(fā)電機和輸電網(wǎng)絡(luò)的建模工作,影響了整個電力系統(tǒng)模型計算的精度,因此面對時變的結(jié)構(gòu)參數(shù)以及復(fù)雜的電力系統(tǒng)負荷進行建模,并根據(jù)實時動態(tài)數(shù)據(jù)進行在線參數(shù)辨識具有一定迫切性。針對電力系統(tǒng)新特征,本文應(yīng)用到廣域測量系統(tǒng)提供的實時運行的小擾動數(shù)據(jù),以綜合負荷模型為研究對象,基于自適應(yīng)卡爾曼濾波算法在線辨識負荷參數(shù),并利用遺傳算法獲取更加準(zhǔn)確的系統(tǒng)噪聲估計協(xié)方差矩陣,為電力系統(tǒng)的運行分析提供有效的參數(shù)辨識結(jié)果,提高對電網(wǎng)負荷的監(jiān)視能力。負荷參數(shù)在線辨識方面,針對傳統(tǒng)負荷建模方法在數(shù)據(jù)獲取、辨識精度和在線辨識上受到限制的問題,提出基于廣域測量系統(tǒng)量測技術(shù)的自適應(yīng)卡爾曼濾波在線負荷參數(shù)辨識算法。首先考慮負荷模型的組成,建立并線性化綜合負荷模型,基于同步相量測量單元在線實時測量的小擾動數(shù)據(jù),提出了數(shù)據(jù)預(yù)處理方式,并對比傳統(tǒng)卡爾曼濾波算法和改進的Sage-Husa自適應(yīng)卡爾曼濾波算法兩種技術(shù)路線,運用預(yù)報誤差法解決辨識問題。系統(tǒng)噪聲優(yōu)化方面,提出一種基于遺傳算法優(yōu)化的自適應(yīng)卡爾曼濾波算法,首先針對遺傳算法的交叉、遺傳和選擇進行自適應(yīng)調(diào)整,避免易陷入早熟致使收斂到局部最優(yōu)解的缺陷,然后采用改進的遺傳算法離線確定系統(tǒng)噪聲協(xié)方差矩陣,以提高自適應(yīng)卡爾曼濾波在線辨識負荷參數(shù)的計算效率和準(zhǔn)確性,最后應(yīng)用傳統(tǒng)KF、AKF和本算法優(yōu)化后的AKF辨識參數(shù)并對比有功功率和無功功率的擬合度,驗證遺傳算法優(yōu)化的有效性。本文所提出的基于改進的自適應(yīng)卡爾曼濾波的負荷參數(shù)在線辨識方法和優(yōu)化模型參數(shù)的改進遺傳算法經(jīng)過浙江省電網(wǎng)的變電站實時運行數(shù)據(jù)驗證,算例結(jié)果表明,本文提出的在線辨識算法,具有較好的適用性和較高的準(zhǔn)確性。

周恒[5](2021)在《高能耗過程智能操作優(yōu)化方法研究》文中研究表明流程工業(yè)高能耗生產(chǎn)過程的操作優(yōu)化,是其實現(xiàn)節(jié)能減排與提質(zhì)增效的重要技術(shù)手段。然而,流程工業(yè)的復(fù)雜性導(dǎo)致高能耗生產(chǎn)過程操作優(yōu)化面臨諸多困難。例如,大型高爐煉鐵高能耗過程中物理化學(xué)反應(yīng)極其復(fù)雜,從布料到出鐵存在大滯后,檢測手段欠缺且工藝指標(biāo)參數(shù)強耦合,這些特征嚴重制約著關(guān)鍵工藝質(zhì)量指標(biāo)建模預(yù)測與過程操作優(yōu)化;在造紙制漿高能耗過程中多級磨漿產(chǎn)生的數(shù)據(jù)多源多采樣率問題,給基于數(shù)據(jù)驅(qū)動的制漿過程實時操作優(yōu)化帶來了挑戰(zhàn);另外,流程工業(yè)中存在信息孤島、管理分散、操作知識難以固化共享等難題,亟需研究構(gòu)建工業(yè)云平臺以實現(xiàn)高能耗生產(chǎn)過程操作優(yōu)化知識的軟件組件化與共享復(fù)用。針對以上問題,本文分別研究大型高爐煉鐵高能耗過程關(guān)鍵工藝質(zhì)量指標(biāo)建模預(yù)測與過程操作優(yōu)化方法、數(shù)據(jù)多源多采樣率的造紙制漿高能耗過程操作優(yōu)化方法,并研究構(gòu)建工業(yè)云平臺將這些高能耗過程操作優(yōu)化方法以微服務(wù)的形式進行部署應(yīng)用,為流程工業(yè)高能耗過程操作優(yōu)化的知識分享探索新模式。具體研究工作和研究成果分為以下幾個部分:1)針對高能耗工業(yè)過程建模預(yù)測難,以大型高爐煉鐵過程鐵水質(zhì)量預(yù)報為研究對象,提出了基于滑動窗口的模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法。通過互信息方法選擇與質(zhì)量指標(biāo)關(guān)系性最高的操作變量,并構(gòu)建具有滑動窗口的T-S模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)用于建模,學(xué)習(xí)動態(tài)生產(chǎn)過程中鐵水質(zhì)量變化的特征。與傳統(tǒng)基于機理建模的方法相比,該方法不用考慮高爐內(nèi)部復(fù)雜的物理變化與化學(xué)反應(yīng),能夠有效處理工況多變的煉鐵過程鐵水質(zhì)量指標(biāo)預(yù)測問題。2)針對高能耗工業(yè)過程操作優(yōu)化難,以大型高爐煉鐵過程多目標(biāo)優(yōu)化為研究對象,提出了基于進化算法與深度學(xué)習(xí)的多目標(biāo)智能優(yōu)化控制方法。首先通過門控循環(huán)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)描述過程變量與工藝指標(biāo)間的映射關(guān)系,建立數(shù)據(jù)驅(qū)動的高爐鐵水生產(chǎn)過程黑箱模型。其次在生產(chǎn)工況、質(zhì)量守恒、操作限制等約束條件下,使用基于遺傳算法的多目標(biāo)優(yōu)化算法對工藝指標(biāo)和操作參數(shù)進行優(yōu)化。通過將深度學(xué)習(xí)所建立的模型作為遺傳算法適應(yīng)度函數(shù),實現(xiàn)高能耗過程建模優(yōu)化一體化模型的構(gòu)建。3)針對高能耗過程數(shù)據(jù)多源問題,以造紙工業(yè)多采樣率過程作為研究對象,提出了基于智能協(xié)同優(yōu)化框架的能耗優(yōu)化模型。首先基于多采樣率回歸模型建立磨漿系統(tǒng)的多采樣率模型,通過高采樣率變量預(yù)測低采樣率指標(biāo)。然后基于所建立的多采樣率回歸模型,通過自適應(yīng)種群遺傳算法尋找最優(yōu)的目標(biāo)函數(shù)值以及所對應(yīng)的輸入?yún)?shù)。最終在不影響紙漿質(zhì)量與產(chǎn)量的情況下,實現(xiàn)磨漿系統(tǒng)中高濃磨漿機能耗的優(yōu)化。4)針對智能操作優(yōu)化算法運行部署問題,以流程工業(yè)高能耗過程為研究對象,構(gòu)建了基于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺的智能操作優(yōu)化微服務(wù)APP應(yīng)用。首先在工廠搭建由多臺服務(wù)器組成的本地云計算集群,其次通過Rancher和Harbor提供云平臺服務(wù),然后建立基于容器的流程工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺,最后將智能操作優(yōu)化方法打包成容器鏡像部署于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺上,實現(xiàn)流程工業(yè)高能耗過程的智能操作優(yōu)化。在文章的最后對本文的研究內(nèi)容和研究結(jié)果進行了總結(jié),并對未來高能耗工業(yè)過程的智能操作優(yōu)化研究方向進行了展望。

劉丹[6](2020)在《基于優(yōu)化算法的天然氣管道仿真模型自適應(yīng)研究》文中提出隨著天然氣管道建設(shè)規(guī)模日益龐大、復(fù)雜,天然氣管道系統(tǒng)仿真技術(shù)已成為實現(xiàn)天然氣管網(wǎng)的調(diào)度管理和管網(wǎng)系統(tǒng)故障分析等方面研究與運營管理工作的重要手段。然而由于管道參數(shù)、環(huán)境參數(shù)、測量儀表精度等在管道全生命周期內(nèi)均會發(fā)生無規(guī)律變化,偏離原始設(shè)計條件,造成以原始設(shè)計參數(shù)為依據(jù)的天然氣管道仿真在實際應(yīng)用中,易受模型參數(shù)的不準(zhǔn)確產(chǎn)生仿真結(jié)果偏差,影響管道系統(tǒng)的決策判斷和運行管理。針對管道系統(tǒng)仿真結(jié)果偏差問題,本文提出基于優(yōu)化算法的天然氣管道仿真模型自適應(yīng)方法,該方法主要在動態(tài)仿真基礎(chǔ)上,采用最小二乘法思想建立管道仿真模型自適應(yīng)優(yōu)化模型,利用AGA自適應(yīng)遺傳算法實現(xiàn)該優(yōu)化模型的高效求解,達到以修正管道參數(shù)為手段,提高動態(tài)仿真模型精度的目的。首先根據(jù)動態(tài)仿真理論建立了基于特征線法的動態(tài)仿真模型,并采用Runge-Kutta法實現(xiàn)其初始條件的精確求解,通過實際案例驗證該種仿真方法的動態(tài)仿真結(jié)果與實際觀測值僅具有0.5%的相對偏差,具有較高精度;然后,通過200組對比試驗分析壓縮因子、管徑、管長、高程、管壁粗糙度5個參數(shù)在各自偏差梯度下引起動態(tài)仿真結(jié)果偏差的程度,結(jié)果顯示影響動態(tài)仿真的關(guān)鍵參數(shù)有管徑、管長、高程、管壁粗糙度參數(shù);最后,根據(jù)模型參數(shù)反演理論建立適合于動態(tài)仿真參數(shù)反演的自適應(yīng)優(yōu)化模型,并使用AGA自適應(yīng)遺傳算法實現(xiàn)優(yōu)化模型與動態(tài)仿真的耦合求解。基于研究成果,采用Python語言實現(xiàn)天然氣管道仿真模型自適應(yīng)方法的程序化,通過YJ管道實例應(yīng)用顯示,該方法可實現(xiàn)管徑、管長、高程、管壁粗糙度的最佳修正,使YJ管道仿真壓力偏差由原始偏差23.6kPa減小至4.5kPa,驗證了該方法對提高管道仿真精度、校準(zhǔn)模型參數(shù)具有很強的適用性。

鄧錟[7](2020)在《混合IWO算法在參數(shù)優(yōu)化中的應(yīng)用研究》文中認為隨著現(xiàn)代技術(shù)的高度發(fā)展,智能算法被用來解決眾多應(yīng)用領(lǐng)域的優(yōu)化問題,因此智能優(yōu)化算法得到了許多學(xué)者和研究人員的關(guān)注。在實際的工程問題中,優(yōu)化方法是解決問題的關(guān)鍵手段。精確的優(yōu)化方法或確定性方法在解決大多數(shù)實際應(yīng)用中存在的復(fù)雜非線性、多模態(tài)和參數(shù)優(yōu)化問題時可能無法通過計算達到理想效果,在過去的幾十年里,研究人員采用一些靈感來自生物和自然系統(tǒng)的方法來解決復(fù)雜的優(yōu)化問題。在現(xiàn)有的智能優(yōu)化算法中,大部分的智能優(yōu)化算法都是學(xué)者們通過觀察自然界中生物進化、聚集等行為提出的,入侵雜草優(yōu)化算法(Invasive Weed Optimization)是一種新興的數(shù)值隨機優(yōu)化算法,它的思想源于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)展中雜草生長,繁衍,競爭淘汰現(xiàn)象,雜草強壯且具有抗性,繁殖能力強,所以它們表現(xiàn)出侵入增長的行為。因此在2006年Mehrabian和Lucas提出了IWO優(yōu)化算法。IWO算法作為啟發(fā)式算法具有全局搜索能力強,參數(shù)少,易于操作,容易實現(xiàn),魯棒性強等優(yōu)點。在許多學(xué)術(shù)領(lǐng)域中都廣泛用到IWO優(yōu)化算法。IWO算法已經(jīng)被用來解決各種各樣的復(fù)雜優(yōu)化問題。本文使用四種混合IWO算法分別求解參數(shù)反演問題、藥代動力學(xué)參數(shù)優(yōu)化問題、Muskingum模型參數(shù)優(yōu)化問題、土壤水分特征曲線參數(shù)優(yōu)化問題。針對具有整數(shù)變量的太陽影子模型的參數(shù)反演問題,提出了一種基于擬牛頓算法(BFSG)的混合入侵雜草優(yōu)化算法(HIWO)。我們提出的算法不僅可以最大程度上利用BFGS算法的局部搜索能力和入侵雜草優(yōu)化算法的全局搜索能力,此外還能夠利用具有向最優(yōu)個體學(xué)習(xí)的改進策略進一步提高算法的尋優(yōu)能力。除了太陽影子模型的參數(shù)反演問題,我們還利用12個基準(zhǔn)測試函數(shù)來驗證HIWO算法的計算精度和收斂速度等相關(guān)性能。在基準(zhǔn)測試函數(shù)實驗中,HIWO算法不僅能夠的到相對于其他對比算法更高的計算精度,而且在收斂速度方面也表現(xiàn)出了比較強勢的競爭力,即收斂速度更快。針對太陽影子模型的參數(shù)反演問題實驗,HIWO算法不僅可以成功地反轉(zhuǎn)太陽陰影模型的日期,而且還可以克服經(jīng)典數(shù)學(xué)方法難以通過算法中的一些隨機變量中的整數(shù)來解決整數(shù)非線性優(yōu)化問題的缺點。實驗結(jié)果數(shù)據(jù)表明,HIWO算法不僅計算精度高,而且收斂速度較快。HIWO可以有效地提高太陽陰影定位技術(shù)的準(zhǔn)確性和效率,以及一種有效且高效的技術(shù)來處理工程應(yīng)用中的整數(shù)參數(shù)反演問題。鑒于傳統(tǒng)的估計藥代動力學(xué)參數(shù)的方法受其初始值的敏感性和進化算法無法確定搜索范圍的限制,本文提出了一種結(jié)合Hooke-Jeeves(HJ)和自適應(yīng)入侵雜草優(yōu)化算法(IWO)的混合入侵雜草優(yōu)化(HJIWO)算法。最終我們通過基準(zhǔn)測試函數(shù)和血管外給藥二室模型兩個實驗來驗證本文所提出HJIWO算法的性能。在基準(zhǔn)測試函數(shù)實驗中,我們選取了15個基準(zhǔn)測試函數(shù)。通過分析實驗數(shù)據(jù),我們發(fā)現(xiàn)HJIWO算法在計算精度和收斂速度兩方面都表現(xiàn)出了比其他對比算法更強的競爭力和優(yōu)越性。在血管外給藥二室模型實驗中,利用HJIWO算法進行參數(shù)優(yōu)化,我們可以看出,HJIWO不僅在數(shù)值穩(wěn)定性方面優(yōu)于傳統(tǒng)的FM算法,且在誤差最小化方面也要優(yōu)于HJ和IWO兩種對比算法。實驗結(jié)果表明,HJIWO算法是一種求解藥代動力學(xué)參數(shù)問題的可行方法,與其他技術(shù)相比具有更高的精度和更強的魯棒性。針對入侵雜草優(yōu)化算法(IWO)在求解馬斯京根(Muskingum)模型參數(shù)優(yōu)化問題方面收斂速度慢,計算精度較差等問題。本文采用了一種基于Powell算法和全局導(dǎo)向最優(yōu)策略的混合入侵雜草優(yōu)化算法(PIWO)。這種混合算法利用了Powell算法的局部搜索能力,對種群進行初始化,使種子能在初始化時得到較優(yōu)的解。在進化過程中,具有全局導(dǎo)向最優(yōu)策略和入侵雜草優(yōu)化算法的基本進化策略都會發(fā)揮相應(yīng)的作用,能夠進一步提高算法的計算精度和收斂速度。為了能夠使PIWO算法的優(yōu)化性能更具說服力,本文不僅采用16基準(zhǔn)測試函數(shù),還有馬斯京根模型參數(shù)優(yōu)化問題。在基準(zhǔn)測試函數(shù)實驗中,PIWO算法能夠得到計算精度更高的結(jié)果和收斂速度更快的進化過程。在馬斯京根模型參數(shù)優(yōu)化問題的仿真實驗中,實驗結(jié)果數(shù)據(jù)表明PIWO算法具有較高的收斂精度以及相對較快的收斂速度。這為求解馬斯京根線性模型參數(shù)優(yōu)化問題提供了一種新型有效的方法。在研究土壤水運動的領(lǐng)域中,土壤水分特征曲線是一個非常重要的參數(shù)。到目前為止,其中運用最廣泛的土壤水分特征曲線方程是Van Genuchten方程(簡稱VG方程)。將VG方程參數(shù)計算問題轉(zhuǎn)化為一個非線性優(yōu)化問題,然后本文在基本IWO算法的基礎(chǔ)上引入萊維飛行對其進行參數(shù)估計。通過對仿真實驗得到的結(jié)果進行分析,可以得出結(jié)論:采用基于萊維飛行的IWO混合算法解決VG方程參數(shù)估計問題,比隨機粒子群算法和混合遺傳算法有更好的效果。此外我們還利用15個基準(zhǔn)測試函數(shù)進一步驗證LIWO算法的性能優(yōu)越性,在該部分實驗中,我們通過分析實驗數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)LIWO算法在計算精度方面要遠超其他幾種對比算法,以及在對比進化過程曲線圖時,我們也能夠發(fā)現(xiàn)LIWO算法也表現(xiàn)出了比較明顯的競爭力,即收斂速度更快。這些實驗數(shù)據(jù)都表明LIWO算法具有更高的計算精度和更強的魯棒性。

李孝檢[8](2020)在《高速離心壓氣機幾何與流動參數(shù)耦合數(shù)據(jù)挖掘與優(yōu)化研究》文中認為現(xiàn)代高性能離心壓氣機追求大流量、高效率、高壓比、寬穩(wěn)定運行范圍的設(shè)計要求。由于壓氣機幾何結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性,其內(nèi)部流場表現(xiàn)出逆壓力梯度流動、邊界層流動、二次渦流、分離流動、間隙泄漏流、激波效應(yīng)等復(fù)雜流動特征,這些流動特征是制約跨聲速離心壓氣機多目標(biāo)氣動優(yōu)化的瓶頸。傳統(tǒng)優(yōu)化方法由于對壓氣機內(nèi)部流動物理機制挖掘不足,難以全面改善其流動特征和提高氣動性能。為了解決高速離心壓氣機多目標(biāo)氣動優(yōu)化難題,本文將壓氣機理論模型數(shù)據(jù)挖掘、代理模型數(shù)據(jù)挖掘與自適應(yīng)采樣混合優(yōu)化算法結(jié)合,提出了基于幾何與流動參數(shù)耦合數(shù)據(jù)挖掘的壓氣機全工況多目標(biāo)氣動優(yōu)化方法。首先,提出了基于理論模型的幾何與流動參數(shù)耦合數(shù)據(jù)挖掘方法。推導(dǎo)并建立了離心壓氣機幾何與流動參數(shù)耦合普遍關(guān)系式,普遍關(guān)系式將壓氣機的關(guān)鍵幾何、流動和氣動參數(shù)統(tǒng)一表述為一系列具有相同無量綱參數(shù)的函數(shù)。根據(jù)普遍關(guān)系式繪制了無量綱圖譜,由此揭示壓氣機幾何、流動與氣動參數(shù)之間普遍存在的非線性耦合與制約規(guī)律,從理論角度探索了壓氣機設(shè)計空間的可行域與優(yōu)化極限。為研究非設(shè)計工況的氣動特征,進一步建立了變工況與設(shè)計工況流動參數(shù)耦合數(shù)學(xué)模型,從而實現(xiàn)根據(jù)設(shè)計工況的參數(shù)快速探索非設(shè)計工況流動特征及氣動性能,并從理論上證明不同工況流動參數(shù)耦合規(guī)律具有幾何不變性。以上模型共同構(gòu)成壓氣機全工況的幾何、流動和氣動參數(shù)耦合理論模型,為從物理機理層面對壓氣機內(nèi)流進行數(shù)據(jù)挖掘提供理論支撐。其次,建立了基于代理模型的幾何與流動參數(shù)耦合數(shù)據(jù)挖掘方法。提出一種新的自適應(yīng)采樣算法,將自適應(yīng)采樣與Kriging代理模型結(jié)合發(fā)展了一種自適應(yīng)采樣代理模型,利用數(shù)學(xué)算例驗證了自適應(yīng)采樣代理模型的高效性。進一步建立了基于代理模型的壓氣機內(nèi)流數(shù)據(jù)挖掘方法,其中,數(shù)據(jù)挖掘算法包括自組織神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和方差分析。相較于理論模型數(shù)據(jù)挖掘,代理模型數(shù)據(jù)挖掘能夠解析局部幾何參數(shù)與全局流動、氣動參數(shù)的耦合關(guān)系。然后,發(fā)展了基于流動特征數(shù)據(jù)挖掘的壓氣機全工況多目標(biāo)氣動優(yōu)化方法。將梯度變異與多目標(biāo)遺傳算法耦合,提出梯度變異混合優(yōu)化算法,采用高維高非線性數(shù)學(xué)算例驗證了優(yōu)化算法的全局性和高效性。開展算法關(guān)鍵參數(shù)的敏感性分析,證明優(yōu)化算法同時具有良好的魯棒性。將自適應(yīng)采樣代理模型與梯度變異混合優(yōu)化算法耦合,給出了一種適用于壓氣機多目標(biāo)優(yōu)化的自適應(yīng)采樣混合優(yōu)化算法。將基于理論模型和代理模型的幾何與流動參數(shù)耦合數(shù)據(jù)挖掘方法與自適應(yīng)采樣混合優(yōu)化算法有機結(jié)合,形成基于壓氣機內(nèi)流數(shù)據(jù)挖掘的全工況多目標(biāo)氣動優(yōu)化方法。最后,針對跨聲速增壓器壓氣機和Krain葉輪,實施了基于內(nèi)流數(shù)據(jù)挖掘的全工況多目標(biāo)氣動優(yōu)化。經(jīng)過理論模型數(shù)據(jù)挖掘,明確了壓氣機幾何、流動與氣動參數(shù)之間的耦合與制約規(guī)律,提取了對流動特征和氣動性能起關(guān)鍵作用的設(shè)計變量,進而給出反映流動特征和氣動性能全面提升更本質(zhì)的目標(biāo)函數(shù),得到優(yōu)化初始設(shè)計空間,由此將物理優(yōu)化問題抽象為數(shù)學(xué)優(yōu)化模型。經(jīng)過代理模型數(shù)據(jù)挖掘,確定了設(shè)計變量與目標(biāo)函數(shù)的非線性耦合與制約關(guān)系,得到了設(shè)計變量對目標(biāo)函數(shù)的定量貢獻率,據(jù)此精煉設(shè)計空間,簡化優(yōu)化問題。對精煉設(shè)計空間采用自適應(yīng)采樣混合優(yōu)化算法進行優(yōu)化,得到Pareto最優(yōu)解集。多角度定性與定量證明了本文提出的優(yōu)化方法在優(yōu)化效率、全局性、魯棒性方面均優(yōu)于當(dāng)前主流算法,其中優(yōu)化效率可提升2-10倍。同時闡釋了優(yōu)化過程中幾何、流動和氣動參數(shù)耦合變化規(guī)律,以及氣動性能提升背后的流體動力學(xué)機理。本文提出的基于幾何與流動參數(shù)耦合數(shù)據(jù)挖掘的壓氣機全工況多目標(biāo)氣動優(yōu)化方法,為現(xiàn)代高性能壓氣機的優(yōu)化提供一種高效的新手段,或?qū)⒅τ谙冗M航空壓氣機、增壓器壓氣機、能源動力工業(yè)壓氣機設(shè)計技術(shù)的發(fā)展及本土化。

智慧[9](2020)在《群智能優(yōu)化算法的研究及應(yīng)用》文中研究說明在科學(xué)技術(shù)和工程實際等諸多領(lǐng)域中,存在各種各樣的復(fù)雜優(yōu)化問題,其中不少問題用傳統(tǒng)的優(yōu)化算法難以解決,而智能優(yōu)化算法在求解某些復(fù)雜優(yōu)化問題時卻具有很強的適應(yīng)性和有效性,對目標(biāo)函數(shù)解析性質(zhì)和算法初始點選擇無特殊要求,且算法收斂快,因此成為解決復(fù)雜優(yōu)化問題的有效方法.本文主要研究兩種群智能優(yōu)化算法,一種是模擬鳥群覓食行為的粒子群優(yōu)化算法,另一類是模仿蜂群采蜜行為的人工蜂群算法,它們都是模仿生物協(xié)作行為機制的隨機搜索算法.本文通過引入先進的進化策略提高算法的收斂效果,同時將其應(yīng)用于實際問題的求解中.本文的主要創(chuàng)新性成果如下:1.提出了高斯和混沌增強策略下的維進化粒子群優(yōu)化算法.通過對每個粒子按照維的適應(yīng)度依次進化,并更新較差的維,保證整個粒子不退化.為確保種群多樣性,當(dāng)粒子聚集時在最優(yōu)解附近實施高斯混沌局部收縮策略,幫粒子跳出局部最優(yōu),提高算法的收斂性能.通過基準(zhǔn)函數(shù)的測試表明所提算法的有效性,將算法引入PID控制系統(tǒng)的參數(shù)整定問題中,結(jié)果表明系統(tǒng)控制的精度提高,控制效果良好.2.提出了變尺度搜索策略下的混沌粒子群算法.變尺度搜索過程用來實現(xiàn)全局最優(yōu)位置的迅速定位和局部位置的精細搜索.采用混沌初始化和混沌變異增強種群多樣性.通過時變加速系數(shù)和時變慣性權(quán)重實現(xiàn)了參數(shù)的自適應(yīng)調(diào)節(jié),平衡算法探索開發(fā)能力.基準(zhǔn)函數(shù)的測試實驗表明,算法的收斂效果明顯提高.基于該算法的配送中心選址問題,能實現(xiàn)最優(yōu)配送中心的規(guī)劃,使物流網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)得到優(yōu)化.3.提出了結(jié)合遺傳算法和人工蜂群算法的混合優(yōu)化算法.在人工蜂群算法中引入遺傳算法的選擇、交叉、變異操作,遺傳操作執(zhí)行全局快速搜索,蜂群算法負責(zé)局部精確探索,使算法的探索和開發(fā)能力得到均衡.為了驗證算法的性能,將算法應(yīng)用于求解非線性約束優(yōu)化問題.結(jié)果表明所提出算法與其他方法相比具有明顯的優(yōu)越性.4.提出了自適應(yīng)分組策略下的量子人工蜂群算法.基于平均目標(biāo)函數(shù)值實現(xiàn)種群的動態(tài)分組來改善算法的局部搜索能力,采用量子比特概率幅對個體實施編碼以提高種群的多樣性,通過量子非門實現(xiàn)蜂群變異并幫助其逃離局部最優(yōu).通過Benchmark函數(shù)的對比實驗說明算法是可行有效的.基于該算法的二維最大熵圖像分割實驗表明,該算法能更好地保留圖像的某些細節(jié)信息,提高圖像的分割效果.

張安琪[10](2020)在《相位編碼波形及信號處理方法設(shè)計》文中研究表明脈沖壓縮信號是一種具有大時寬帶寬積的雷達信號,它可以有效地解決雷達探測距離和距離分辨力之間的矛盾。相位編碼信號作為一種常用的脈沖壓縮信號,具有壓縮性能好、抗截獲和抗干擾能力強等特點,在現(xiàn)代雷達中得到了廣泛的應(yīng)用。對于相位編碼脈沖壓縮雷達系統(tǒng)而言,相位編碼信號的原始碼字對雷達性能具有很大的影響,并且由于相位編碼信號的非周期自相關(guān)函數(shù)旁瓣過高,限制了它在實際中的應(yīng)用。本文圍繞相位編碼波形設(shè)計及旁瓣抑制方法進行了研究,主要內(nèi)容如下:(1)針對現(xiàn)有相位編碼波形設(shè)計方法存在搜索效率低或得到波形性能不佳的問題,本文提出基于二進制粒子群算法的M序列波形設(shè)計方法。該方法在回波信號存在多普勒頻移和距離遮擋的情況下以M序列回波信號脈沖壓縮后的主旁瓣比為目標(biāo)函數(shù)進行優(yōu)化,通過使用二進制粒子群算法搜索M序列最優(yōu)初始寄存器的方式完成M序列波形的設(shè)計。仿真結(jié)果表明,該方法在M序列碼長較短時能快速收斂于高質(zhì)量的解,在M序列碼長較長時能較快收斂于相對較優(yōu)的解,有效地提高了M序列波形設(shè)計方法的搜索效率和得到波形的性能。(2)針對現(xiàn)有組合優(yōu)化算法容易陷入局部最優(yōu)的問題,本文提出自適應(yīng)二進制粒子群遺傳算法。該算法在采取精英保留策略的基礎(chǔ)上,以自適應(yīng)遺傳算法為基本框架,引入使用自適應(yīng)慣性權(quán)重的二進制粒子群算法代替早期的遺傳選擇操作,并在遺傳交叉操作前加入有效性判斷,在維持種群多樣性的條件下提高搜索效率。仿真結(jié)果表明,該算法同時具備較強的全局搜索能力和局部搜索能力。(3)針對現(xiàn)有相位編碼波形設(shè)計方法在碼長較長時得到波形性能不佳的問題,本文提出基于自適應(yīng)二進制粒子群遺傳算法的M序列波形設(shè)計方法。該方法使用自適應(yīng)二進制粒子群遺傳算法完成對M序列最優(yōu)初始寄存器的搜索,獲取當(dāng)回波信號存在多普勒頻移和距離遮擋時具有最大主旁瓣比的M序列。仿真結(jié)果表明,該方法在M序列碼長較長時仍能收斂于高質(zhì)量的解,有效地提高了M序列波形設(shè)計方法在碼長較長時得到波形的性能。(4)針對現(xiàn)有相位編碼旁瓣抑制算法存在計算量大或旁瓣抑制性能不佳的問題,本文研究了一種自適應(yīng)失配濾波算法。該算法將優(yōu)化最小ISL濾波算法的思想應(yīng)用于基于凸優(yōu)化的失配濾波算法,同時具備計算量小和旁瓣抑制性能良好的特性。仿真結(jié)果表明,在不同信噪比下,自適應(yīng)失配濾波算法相對于自適應(yīng)脈沖壓縮算法和失配濾波算法而言均具有更好的性能。

二、一種基于自適應(yīng)混合遺傳算法的非線性函數(shù)優(yōu)化方法(論文開題報告)

(1)論文研究背景及目的

此處內(nèi)容要求:

首先簡單簡介論文所研究問題的基本概念和背景,再而簡單明了地指出論文所要研究解決的具體問題,并提出你的論文準(zhǔn)備的觀點或解決方法。

寫法范例:

本文主要提出一款精簡64位RISC處理器存儲管理單元結(jié)構(gòu)并詳細分析其設(shè)計過程。在該MMU結(jié)構(gòu)中,TLB采用叁個分離的TLB,TLB采用基于內(nèi)容查找的相聯(lián)存儲器并行查找,支持粗粒度為64KB和細粒度為4KB兩種頁面大小,采用多級分層頁表結(jié)構(gòu)映射地址空間,并詳細論述了四級頁表轉(zhuǎn)換過程,TLB結(jié)構(gòu)組織等。該MMU結(jié)構(gòu)將作為該處理器存儲系統(tǒng)實現(xiàn)的一個重要組成部分。

(2)本文研究方法

調(diào)查法:該方法是有目的、有系統(tǒng)的搜集有關(guān)研究對象的具體信息。

觀察法:用自己的感官和輔助工具直接觀察研究對象從而得到有關(guān)信息。

實驗法:通過主支變革、控制研究對象來發(fā)現(xiàn)與確認事物間的因果關(guān)系。

文獻研究法:通過調(diào)查文獻來獲得資料,從而全面的、正確的了解掌握研究方法。

實證研究法:依據(jù)現(xiàn)有的科學(xué)理論和實踐的需要提出設(shè)計。

定性分析法:對研究對象進行“質(zhì)”的方面的研究,這個方法需要計算的數(shù)據(jù)較少。

定量分析法:通過具體的數(shù)字,使人們對研究對象的認識進一步精確化。

跨學(xué)科研究法:運用多學(xué)科的理論、方法和成果從整體上對某一課題進行研究。

功能分析法:這是社會科學(xué)用來分析社會現(xiàn)象的一種方法,從某一功能出發(fā)研究多個方面的影響。

模擬法:通過創(chuàng)設(shè)一個與原型相似的模型來間接研究原型某種特性的一種形容方法。

三、一種基于自適應(yīng)混合遺傳算法的非線性函數(shù)優(yōu)化方法(論文提綱范文)

(1)地下水LNAPLs污染溯源辨析(論文提綱范文)

摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 選題依據(jù)及研究意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀與進展分析
        1.2.1 地下水污染溯源辨析問題的研究
        1.2.2 經(jīng)驗?zāi)B(tài)分解降噪方法的研究
        1.2.3 替代模型建模方法的研究
        1.2.4 優(yōu)化模型求解算法的研究
    1.3 有待解決的科學(xué)問題
        1.3.1 監(jiān)測數(shù)據(jù)降噪方法問題
        1.3.2 替代模型建模方法問題
        1.3.3 優(yōu)化模型求解算法問題
        1.3.4 模擬模型參數(shù)不確定性問題
    1.4 研究內(nèi)容與技術(shù)路線
        1.4.1 研究內(nèi)容
        1.4.2 技術(shù)路線
    1.5 創(chuàng)新點
    1.6 本章小結(jié)
第2章 反演問題和模擬-優(yōu)化方法
    2.1 正演問題
        2.1.1 正演問題的概述
        2.1.2 正演問題的適定性
    2.2 反演問題
        2.2.1 反演問題的概述
        2.2.2 反演問題的不適定性
    2.3 地下水污染溯源辨析的反演問題
    2.4 模擬-優(yōu)化方法
    2.5 本章小結(jié)
第3章 地下水LNAPLs污染多相流數(shù)值模擬模型
    3.1 地下水中LNAPLs的主要來源
    3.2 地下水中LNAPLs的遷移與轉(zhuǎn)化
    3.3 LNAPLs污染多相流數(shù)值模擬模型
        3.3.1 偏微分方程
        3.3.2 定解條件
    3.4 實際污染場地地下水LNAPLs污染多相流數(shù)值模擬模型
        3.4.1 污染場地概況
        3.4.2 污染場地的概念模型
        3.4.3 污染場地的多相流數(shù)值模擬模型
        3.4.4 模型的時空離散
    3.5 本章小結(jié)
第4章 動態(tài)監(jiān)測數(shù)據(jù)的降噪處理
    4.1 經(jīng)驗?zāi)B(tài)分解方法概述
    4.2 經(jīng)驗?zāi)B(tài)分解方法的基本原理
    4.3 集合經(jīng)驗?zāi)B(tài)分解方法的基本原理
    4.4 互補集合經(jīng)驗?zāi)B(tài)分解方法的基本原理
    4.5 降噪效果的評價指標(biāo)
    4.6 降噪效果的評價
        4.6.1 獲取含噪聲數(shù)據(jù)
        4.6.2 降噪效果的評價
    4.7 最優(yōu)互補降噪方法
        4.7.1 最優(yōu)互補降噪方法的提出
        4.7.2 灰狼優(yōu)化算法
        4.7.3 最優(yōu)互補降噪方法的降噪效果評價
    4.8 最優(yōu)互補降噪方法的實例應(yīng)用
    4.9 本章小結(jié)
第5章 多相流數(shù)值模擬模型的替代模型
    5.1 敏感性分析
        5.1.1 局部敏感性分析方法
        5.1.2 敏感性分析結(jié)果
    5.2 訓(xùn)練樣本與檢驗樣本的獲取
        5.2.1 拉丁超立方抽樣方法簡介
        5.2.2 拉丁超立方抽樣方法抽樣步驟
        5.2.3 訓(xùn)練樣本與檢驗樣本的獲取
    5.3 極限學(xué)習(xí)機替代模型
        5.3.1 極限學(xué)習(xí)方法
        5.3.2 極限學(xué)習(xí)機替代模型的建立
    5.4 克里格替代模型
        5.4.1 克里格方法
        5.4.2 克里格替代模型的建立
    5.5 長短期記憶神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)替代模型
        5.5.1 長短期記憶神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法
        5.5.2 長短期記憶神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)替代模型的建立
    5.6 深度信念神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)替代模型
        5.6.1 深度信念神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法
        5.6.2 深度信念神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)替代模型的建立
    5.7 四種替代模型的精度檢驗與評價
        5.7.1 替代模型精度的評價指標(biāo)
        5.7.2 四種替代模型精度的對比分析
    5.8 人工智能集對替代模型
        5.8.1 人工智能集對替代模型的建立
        5.8.2 人工智能集對替代模型的精度評價
    5.9 本章小結(jié)
第6章 優(yōu)化模型建立及其求解方法
    6.1 最優(yōu)化問題的概述
    6.2 非線性規(guī)劃優(yōu)化模型的建立
    6.3 自適應(yīng)混合灰狼算法
        6.3.1 萊維飛行隨機游走策略
        6.3.2 Metropolis接受準(zhǔn)則
        6.3.3 自適應(yīng)權(quán)重
    6.4 本章小結(jié)
第7章 地下水LNAPLs污染溯源辨析結(jié)果
    7.1 假想例子污染溯源辨析
        7.1.1 假想例子設(shè)計
        7.1.2 灰狼優(yōu)化算法辨析結(jié)果
        7.1.3 自適應(yīng)混合灰狼優(yōu)化算法辨析結(jié)果
    7.2 實際例子污染溯源辨析
    7.3 本章小結(jié)
第8章 地下水LNAPLs污染溯源辨析的不確定性分析
    8.1 蒙特卡洛方法
    8.2 模擬模型參數(shù)擾動
    8.3 非線性規(guī)劃優(yōu)化模型的建立與求解
    8.4 地下水LNAPLs污染溯源辨析結(jié)果的不確定性分析
        8.4.1 切比雪夫不等式
        8.4.2 污染溯源辨析結(jié)果的不確定性分析
    8.5 本章小結(jié)
第9章 結(jié)論及展望
    9.1 結(jié)論
    9.2 展望
參考文獻
作者簡介及攻讀博士期間所取得的科研成果
致謝

(2)基于混合蛙跳算法的高維數(shù)據(jù)降維技術(shù)研究(論文提綱范文)

摘要
ABSTRACT
符號說明
第一章 緒論
    1.1 降維問題
        1.1.1 降維分類
        1.1.2 降維定義
    1.2 降維方法
    1.3 特征選擇與投影尋蹤的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.3.1 特征選擇的研究現(xiàn)狀
        1.3.2 投影尋蹤的研究現(xiàn)狀
    1.4 優(yōu)化理論
        1.4.1 優(yōu)化模型
        1.4.2 優(yōu)化算法
    1.5 群體智能優(yōu)化算法
    1.6 混合蛙跳算法的研究現(xiàn)狀
        1.6.1 算法的改進
        1.6.2 算法的應(yīng)用
    1.7 存在的問題
    1.8 本文研究內(nèi)容和創(chuàng)新點
    1.9 本文組織結(jié)構(gòu)
    1.10 本章小結(jié)
第二章 混合蛙跳算法及參數(shù)優(yōu)化
    2.1 引言
    2.2 混合蛙跳算法原理
        2.2.1 種群分割
        2.2.2 尋優(yōu)原理
        2.2.3 算法流程
    2.3 混合蛙跳算法參數(shù)優(yōu)化設(shè)計
        2.3.1 正交試驗設(shè)計方法
        2.3.2 分組-子群平衡正交試驗設(shè)計方法
    2.4 本章小結(jié)
第三章 改進的混合蛙跳算法
    3.1 引言
    3.2 算法的改進策略
        3.2.1 混沌記憶權(quán)重因子
        3.2.2 細菌覓食因子
        3.2.3 平衡分組策略
    3.3 改進算法及性能分析
    3.4 算法時間復(fù)雜度分析
    3.5 本章小結(jié)
第四章 基于混合蛙跳算法的高維生物醫(yī)學(xué)特征選擇方法
    4.1 引言
    4.2 算法的離散化處理
    4.3 特征選擇的實現(xiàn)
        4.3.1 特征選擇流程
        4.3.2 特征選擇評價函數(shù)
        4.3.3 數(shù)據(jù)處理與分析
    4.4 自適應(yīng)特征選擇策略
        4.4.1 自適應(yīng)混合蛙跳特征選擇方法
        4.4.2 實現(xiàn)步驟
        4.4.3 數(shù)據(jù)處理與分析
        4.4.4 算法時間復(fù)雜度分析
    4.5 本章小結(jié)
第五章 基于混合蛙跳算法的投影尋蹤模型
    5.1 引言
    5.2 投影尋蹤模型
    5.3 優(yōu)化投影尋蹤模型的算法步驟
    5.4 模型在農(nóng)業(yè)旱災(zāi)脆弱性評價中的應(yīng)用
        5.4.1 農(nóng)業(yè)旱災(zāi)脆弱性評價指標(biāo)和數(shù)據(jù)
        5.4.2 數(shù)據(jù)處理與分析
    5.5 模型在土壤重金屬污染評價中的應(yīng)用
        5.5.1 重金屬污染評價指標(biāo)和數(shù)據(jù)
        5.5.2 數(shù)據(jù)處理與分析
        5.5.3 重金屬元素空間分布
    5.6 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)和展望
參考文獻
在學(xué)期間的研究成果
致謝
附表

(3)混合不確定性下工業(yè)機器人運動精度可靠性分析與優(yōu)化設(shè)計(論文提綱范文)

摘要
abstract
主要符號及縮略詞
第一章 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 工業(yè)機器人精度可靠性分析研究現(xiàn)狀
        1.2.2 混合可靠性分析研究現(xiàn)狀
        1.2.3 工業(yè)機器人精度優(yōu)化設(shè)計研究現(xiàn)狀
    1.3 本文主要研究工作
第二章 隨機不確定性下工業(yè)機器人定位精度可靠性分析
    2.1 引言
    2.2 工業(yè)機器人運動可靠性模型
        2.2.1 位姿描述方法
        2.2.2 機械手運動學(xué)
        2.2.3 極限狀態(tài)函數(shù)
    2.3 定位精度可靠性分析方法
        2.3.1 均值一次二階矩法
        2.3.2 改進一次二階矩法
        2.3.3 自適應(yīng)有限步長法
    2.4 算例分析
        2.4.1 JR605 型工業(yè)機器人簡介
        2.4.2 正向運動學(xué)分析
        2.4.3 可靠性分析方法對比
    2.5 本章小結(jié)
第三章 基于微分運動學(xué)和鞍點近似的定位精度可靠性分析
    3.1 引言
    3.2 基于微分運動學(xué)的可靠性模型
        3.2.1 坐標(biāo)系間的微分變換關(guān)系
        3.2.2 連桿坐標(biāo)系的微分運動
        3.2.3 位置誤差極限狀態(tài)函數(shù)
    3.3 基于鞍點近似的定位精度可靠性分析
        3.3.1 鞍點近似理論
        3.3.2 位置誤差分布參數(shù)
        3.3.3 定位精度可靠性分析
    3.4 算例分析
        3.4.1 位置誤差模型驗證
        3.4.2 可靠性分析方法對比
        3.4.3 工作空間內(nèi)可靠性分析
    3.5 本章小結(jié)
第四章 混合隨機和區(qū)間不確定性下定位精度可靠性分析
    4.1 引言
    4.2 考慮區(qū)間不確定性的混合可靠性分析
        4.2.1 混合可靠性分析模型
        4.2.2 基于共軛投影梯度法的區(qū)間分析
        4.2.3 基于共軛有限步長法的概率分析
    4.3 基于響應(yīng)面的鞍點近似定位精度可靠性分析
        4.3.1 響應(yīng)面方法
        4.3.2 試驗點設(shè)計
        4.3.3 失效概率區(qū)間計算
    4.4 算例分析
        4.4.1 關(guān)節(jié)變量不確定性分析
        4.4.2 混合可靠性分析方法對比
        4.4.3 改進可靠性分析方法驗證
    4.5 本章小結(jié)
第五章 基于軌跡精度可靠性的工業(yè)機器人優(yōu)化設(shè)計
    5.1 引言
    5.2 基于位置誤差極值的軌跡精度可靠性分析
        5.2.1 工業(yè)機器人軌跡精度可靠性模型
        5.2.2 隨機-區(qū)間混合可靠性模型等效處理
        5.2.3 基于稀疏網(wǎng)格積分的鞍點近似可靠性分析
    5.3 基于遺傳算法的工業(yè)機器人精度優(yōu)化設(shè)計
        5.3.1 目標(biāo)函數(shù)
        5.3.2 約束條件
        5.3.3 遺傳算法
    5.4 算例分析
        5.4.1 可靠性分析方法對比
        5.4.2 優(yōu)化模型參數(shù)設(shè)置
        5.4.3 優(yōu)化結(jié)果與分析
    5.5 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
    6.1 全文總結(jié)
    6.2 后續(xù)工作展望
致謝
參考文獻
攻讀博士學(xué)位期間取得的成果

(4)基于自適應(yīng)卡爾曼濾波的負荷模型參數(shù)在線辨識算法研究(論文提綱范文)

致謝
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 負荷建模工作發(fā)展及研究現(xiàn)狀
    1.3 參數(shù)辨識工作發(fā)展及研究現(xiàn)狀
    1.4 本文工作概述
2 負荷模型及負荷參數(shù)辨識分析
    2.1 負荷模型基本結(jié)構(gòu)研究
        2.1.1 靜態(tài)負荷模型
        2.1.2 動態(tài)負荷模型
        2.1.3 綜合負荷模型
    2.2 負荷建模方法研究
        2.2.1 統(tǒng)計綜合法
        2.2.2 總體測辨法
        2.2.3 故障仿真法
    2.3 負荷參數(shù)辨識方法分析
        2.3.1 系統(tǒng)辨識理論
        2.3.2 負荷模型參數(shù)辨識方法
    2.4 數(shù)據(jù)來源與預(yù)處理技術(shù)
        2.4.1 WAMS/PMU原理及數(shù)據(jù)特點分析
        2.4.2 數(shù)據(jù)預(yù)處理研究
3 基于自適應(yīng)卡爾曼濾波的負荷參數(shù)辨識
    3.1 引言
    3.2 綜合負荷模型及參數(shù)介紹
    3.3 自適應(yīng)卡爾曼濾波算法
        3.3.1 適用于負荷模型辨識的傳統(tǒng)卡爾曼濾波方法
        3.3.2 改進的Sage-Husa自適應(yīng)卡爾曼濾波計算方法
        3.3.3 系統(tǒng)噪聲選定方法
        3.3.4 數(shù)據(jù)處理方法
    3.4 算例分析
    3.5 本章小結(jié)
4 基于遺傳算法優(yōu)化的自適應(yīng)卡爾曼濾波模型參數(shù)辨識
    4.1 引言
    4.2 基于遺傳算法優(yōu)化的AKF結(jié)構(gòu)
    4.3 基于遺傳算法優(yōu)化的AKF辨識參數(shù)的實現(xiàn)
        4.3.1 初始化設(shè)計
        4.3.2 混合無重選擇算子設(shè)計
        4.3.3 自適應(yīng)交叉算子設(shè)計
        4.3.4 高斯近似變異算子設(shè)計
    4.4 算例分析
    4.5 本章小結(jié)
5 總結(jié)與展望
    5.1 總結(jié)
    5.2 展望
參考文獻
作者簡歷

(5)高能耗過程智能操作優(yōu)化方法研究(論文提綱范文)

摘要
Abstract
縮寫術(shù)語表
1 緒論
    1.1 課題背景與研究意義
    1.2 流程工業(yè)典型高能耗過程分析
        1.2.1 高爐煉鐵過程分析
        1.2.2 造紙制漿過程分析
    1.3 流程工業(yè)高能耗過程建模研究現(xiàn)狀
        1.3.1 高爐煉鐵過程建模研究現(xiàn)狀
        1.3.2 造紙制漿過程建模研究現(xiàn)狀
    1.4 流程工業(yè)高能耗過程操作優(yōu)化研究現(xiàn)狀
    1.5 本文研究內(nèi)容與創(chuàng)新點
        1.5.1 本文主要研究內(nèi)容
        1.5.2 各個章節(jié)創(chuàng)新點
    1.6 本章小結(jié)
2 基于模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的高爐鐵水質(zhì)量建模與預(yù)測
    2.1 引言
    2.2 互信息法特征選擇
        2.2.1 特征選擇
        2.2.2 熵增定義
        2.2.3 互信息法
    2.3 滑動窗口模型
    2.4 模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)
    2.5 實例研究
    2.6 本章小結(jié)
3 基于混合模型的大型高爐操作優(yōu)化
    3.1 引言
    3.2 協(xié)同混合優(yōu)化模型
    3.3 處置門門控循環(huán)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)
        3.3.1 簡單循環(huán)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)
        3.3.2 門控循環(huán)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)
        3.3.3 改進門控循環(huán)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)
    3.4 自適應(yīng)種群遺傳算法
    3.5 實例研究
        3.5.1 dGRU-RNN硅含量測試
        3.5.2 SAPGA數(shù)值仿真測試
        3.5.3 混合模型數(shù)值仿真測試
        3.5.4 焦比能耗單目標(biāo)優(yōu)化
        3.5.5 高爐煉鐵多目標(biāo)優(yōu)化
    3.6 本章小結(jié)
4 基于多采樣率回歸的造紙制漿能耗優(yōu)化
    4.1 引言
    4.2 協(xié)同混合優(yōu)化模型
    4.3 實例研究
        4.3.1 F-MIDAS數(shù)值仿真
        4.3.2 F-MIDAS焦比測試
        4.3.3 SAPGA數(shù)值仿真
        4.3.4 混合模型工業(yè)實際測試
        4.3.5 混合模型工業(yè)應(yīng)用驗證
    4.4 本章小結(jié)
5 基于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺的智能操作優(yōu)化應(yīng)用
    5.1 引言
    5.2 工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺體系架構(gòu)
    5.3 工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺解決方案
        5.3.1 工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺技術(shù)路線
        5.3.2 工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺開發(fā)過程
        5.3.3 工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺應(yīng)用實例
    5.4 本章小結(jié)
6 結(jié)論與展望
    6.1 論文已有研究內(nèi)容總結(jié)
    6.2 論文未來研究方向展望
參考文獻
附錄
致謝
Acknowledgement
博士期間學(xué)術(shù)成果及科研獎勵

(6)基于優(yōu)化算法的天然氣管道仿真模型自適應(yīng)研究(論文提綱范文)

摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 仿真模型自適應(yīng)研究現(xiàn)狀
        1.2.1 國內(nèi)研究現(xiàn)狀
        1.2.2 國外研究現(xiàn)狀
    1.3 研究內(nèi)容及技術(shù)路線
        1.3.1 研究內(nèi)容
        1.3.2 技術(shù)路線
    1.4 創(chuàng)新點
第二章 天然氣長輸管道動態(tài)仿真
    2.1 基本假設(shè)
    2.2 管道內(nèi)氣體流動關(guān)系式
        2.2.1 連續(xù)性方程
        2.2.2 運動方程
        2.2.3 能量方程
    2.3 氣體狀態(tài)方程
    2.4 氣體粘度計算
    2.5 水力摩阻系數(shù)計算
    2.6 氣體管道動態(tài)仿真
        2.6.1 特征線法求解仿真模型
        2.6.2 Runge-Kutta法計算初始值
        2.6.3 邊界條件
    2.7 動態(tài)仿真實例
        2.7.1 XJ管段基礎(chǔ)數(shù)據(jù)
        2.7.2 XJ管段動態(tài)仿真結(jié)果對比
    2.8 小結(jié)
第三章 動態(tài)仿真靈敏度
    3.1 4組動態(tài)仿真試驗案例
    3.2 壓縮因子模型影響分析
        3.2.1 常用壓縮因子模型精度對比
        3.2.2 壓縮因子對動態(tài)仿真的影響
    3.3 管道參數(shù)影響分析
        3.3.1 管徑對動態(tài)仿真的影響
        3.3.2 管長對動態(tài)仿真的影響
        3.3.3 粗糙度對動態(tài)仿真的影響
        3.3.4 高程對動態(tài)仿真的影響
    3.4 動態(tài)仿真模型靈敏度
    3.5 小結(jié)
第四章 基于AGA遺傳算法的動態(tài)仿真模型自適應(yīng)研究
    4.1 仿真模型參數(shù)反演問題研究
        4.1.1 仿真模型自適應(yīng)
        4.1.2 仿真模型參數(shù)反演問題的適定性
        4.1.3 反問題求解方法
    4.2 仿真模型自適應(yīng)優(yōu)化模型
    4.3 遺傳算法概述
        4.3.1 遺傳算法發(fā)展歷程
        4.3.2 遺傳算法的原理及特點
        4.3.3 基本遺傳算法實現(xiàn)步驟
    4.4 AGA遺傳算法求解自適應(yīng)優(yōu)化模型
        4.4.1 AGA遺傳算法
        4.4.2 耦合求解過程
    4.5 小結(jié)
第五章 天然氣管道仿真模型自適應(yīng)方法程序設(shè)計及其應(yīng)用
    5.1 程序設(shè)計
        5.1.1 程序語言
        5.1.2 程序功能
        5.1.3 程序設(shè)計流程圖
    5.2 應(yīng)用實例
        5.2.1 YJ管段基礎(chǔ)數(shù)據(jù)
        5.2.2 管道內(nèi)徑自適應(yīng)
        5.2.3 管道長度自適應(yīng)
        5.2.4 管道高程自適應(yīng)
        5.2.5 管壁粗糙度自適應(yīng)
    5.3 小結(jié)
第六章 結(jié)論及建議
    6.1 結(jié)論
    6.2 建議
致謝
參考文獻
攻讀碩士學(xué)位期間參加科研情況及獲得的學(xué)術(shù)成果

(7)混合IWO算法在參數(shù)優(yōu)化中的應(yīng)用研究(論文提綱范文)

摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 概述
    1.2 參數(shù)優(yōu)化問題概述
    1.3 入侵雜草優(yōu)化算法研究現(xiàn)狀
        1.3.1 入侵雜草優(yōu)化算法的性能改進研究
        1.3.2 入侵雜草優(yōu)化算法的相關(guān)應(yīng)用研究
        1.3.3 太陽影子定位的應(yīng)用研究
        1.3.4 藥代動力學(xué)的應(yīng)用研究
        1.3.5 馬斯京根模型的應(yīng)用研究
        1.3.6 VG方程的應(yīng)用研究
    1.4 本課題研究思路及意義
    1.5 本課題研究內(nèi)容及創(chuàng)新點
    1.6 算法與應(yīng)用分析
    1.7 本課題內(nèi)容安排
第2章 入侵雜草優(yōu)化算法的研究基礎(chǔ)
    2.1 優(yōu)化算法的基本概念
        2.1.1 按算法求解機制分類
        2.1.2 按求解搜索的目標(biāo)點分類
    2.2 智能優(yōu)化算法
        2.2.1 進化算法
        2.2.2 群體算法
        2.2.3 其他算法
    2.3 入侵雜草優(yōu)化算法
第3章 HIWO算法在參數(shù)反演問題中的應(yīng)用
    3.1 引言
    3.2 相關(guān)研究
    3.3 非線性太陽影子模型
    3.4 HIWO算法的構(gòu)造
        3.4.1 改進策略
        3.4.2 BFGS算法
        3.4.3 HIWO算法步驟
    3.5 仿真實驗
        3.5.1 實驗平臺
        3.5.2 基準(zhǔn)函數(shù)實驗
        3.5.3 太陽影子定位模型實驗
    3.6 本章小結(jié)
第4章 HJIWO算法在藥代動力學(xué)參數(shù)優(yōu)化中應(yīng)用
    4.1 引言
    4.2 房室模型
        4.2.1 房室模型
        4.2.2 血管外給藥二室模型及其解決方案
        4.2.3 模型假設(shè)
        4.2.4 模型的建立及解決方法
    4.3 改進IWO算法
        4.3.1 自適應(yīng)調(diào)節(jié)機制
        4.3.2 Hooke-Jeeves算法
        4.3.3 HJIWO算法
    4.4 仿真實驗及結(jié)果分析
        4.4.1 實驗平臺
        4.4.2 基準(zhǔn)測試函數(shù)實驗
        4.4.3 血管內(nèi)給藥二室模型在藥代動力學(xué)參數(shù)優(yōu)化中的應(yīng)用
    4.5 本章小結(jié)
第5章 PIWO算法求解Muskingum模型參數(shù)優(yōu)化問題
    5.1 引言
    5.2 馬斯京根模型
        5.2.1 模型描述
        5.2.2 流量系數(shù)的優(yōu)化及參數(shù)k ,x的反轉(zhuǎn)
    5.3 算法改進策略
        5.3.1 全局導(dǎo)向最優(yōu)策略
        5.3.2 Powell算法
    5.4 PIWO改進算法
        5.4.1 PIWO算法步驟
    5.5 仿真實驗
        5.5.1 基準(zhǔn)函數(shù)實驗
        5.5.2 馬斯京根模型實驗
    5.6 本章小結(jié)
第6章 基于自適應(yīng)萊維飛行的IWO算法的VG方程參數(shù)估計
    6.1 引言
    6.2 VG方程
    6.3 改進IWO算法的構(gòu)造
        6.3.1 萊維飛行
        6.3.2 LIWO算法的構(gòu)造
    6.4 仿真實驗與結(jié)果分析
        6.4.1 基準(zhǔn)函數(shù)實驗
        6.4.2 參數(shù)反演實驗
    6.5 本章小結(jié)
第7章 結(jié)束語與未來工作
參考文獻
附錄A 發(fā)表論文和參加科研情況說明
致謝

(8)高速離心壓氣機幾何與流動參數(shù)耦合數(shù)據(jù)挖掘與優(yōu)化研究(論文提綱范文)

摘要
ABSTRACT
字母注釋表
第一章 緒論
    1.1 研究背景與意義
    1.2 壓氣機數(shù)據(jù)挖掘優(yōu)化方法研究進展
        1.2.1 優(yōu)化方法總體發(fā)展趨勢
        1.2.2 數(shù)據(jù)挖掘
        1.2.3 優(yōu)化算法
        1.2.4 代理模型與采樣算法
        1.2.5 目前研究存在的問題
    1.3 本文主要工作
第二章 壓氣機數(shù)值模擬方法
    2.1 控制方程
        2.1.1 連續(xù)方程
        2.1.2 動量方程
        2.1.3 能量方程
        2.1.4 基本方程組統(tǒng)一形式
        2.1.5 氣體狀態(tài)方程與輸運特性
    2.2 湍流模型
        2.2.1 雷諾平均與渦粘假設(shè)
        2.2.2 Spalart-Allmaras湍流模型
    2.3 網(wǎng)格拓撲與數(shù)值求解方法
        2.3.1 網(wǎng)格拓撲結(jié)構(gòu)
        2.3.2 控制方程離散方法
        2.3.3 數(shù)值模擬加速技術(shù)
    2.4 數(shù)值模擬方法驗證
        2.4.1 增壓器壓氣機
        2.4.2 Krain葉輪
    2.5 本章小結(jié)
第三章 基于理論模型的幾何與流動參數(shù)耦合數(shù)據(jù)挖掘
    3.1 幾何與流動參數(shù)耦合普遍關(guān)系式
        3.1.1 流量函數(shù)
        3.1.2 葉輪無量綱進口直徑
        3.1.3 功系數(shù)偏移量
        3.1.4 葉輪無量綱出口寬度
        3.1.5 幾何與流動參數(shù)耦合關(guān)系圖譜
        3.1.6 葉輪與擴壓器匹配模型
        3.1.7 耦合普遍關(guān)系式統(tǒng)一形式
    3.2 變工況與設(shè)計工況流動參數(shù)耦合模型
        3.2.1 流量系數(shù)關(guān)系
        3.2.2 效率關(guān)系
        3.2.3 壓比關(guān)系
        3.2.4 模型驗證
    3.3 本章小結(jié)
第四章 基于代理模型的幾何與流動參數(shù)耦合數(shù)據(jù)挖掘
    4.1 自適應(yīng)采樣代理模型
        4.1.1 Kriging代理模型
        4.1.2 自適應(yīng)采樣代理模型
        4.1.3 模型驗證
    4.2 數(shù)據(jù)挖掘方法
        4.2.1 自組織神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)
        4.2.2 方差分析
    4.3 本章小結(jié)
第五章 基于流動特征數(shù)據(jù)挖掘的壓氣機優(yōu)化
    5.1 梯度變異混合優(yōu)化算法
        5.1.1 NSGA-Ⅱ算法
        5.1.2 梯度變異混合優(yōu)化算法
        5.1.3 算法驗證
        5.1.4 算法參數(shù)敏感性分析
    5.2 離心壓氣機優(yōu)化方法
        5.2.1 自適應(yīng)采樣混合優(yōu)化算法
        5.2.2 基于內(nèi)流數(shù)據(jù)挖掘的優(yōu)化方法
    5.3 跨聲速離心壓氣機氣動優(yōu)化
        5.3.1 增壓器壓氣機優(yōu)化
        5.3.2 Krain葉輪優(yōu)化
    5.4 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
    6.1 全文總結(jié)
    6.2 本文創(chuàng)新點
    6.3 展望
參考文獻
發(fā)表論文和參加科研情況說明
致謝

(9)群智能優(yōu)化算法的研究及應(yīng)用(論文提綱范文)

摘要
ABSTRACT
縮略語對照表
第一章 緒論
    1.1 本文的研究背景及意義
    1.2 群智能算法概述
    1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.3.1 粒子群優(yōu)化算法的研究現(xiàn)狀
        1.3.2 人工蜂群算法的研究現(xiàn)狀
    1.4 本文的主要研究內(nèi)容和結(jié)構(gòu)安排
第二章 高斯混沌增強策略下的維進化粒子群算法
    2.1 粒子群優(yōu)化算法
        2.1.1 粒子群優(yōu)化算法的基本原理
        2.1.2 粒子群優(yōu)化算法的實現(xiàn)
    2.2 混沌理論和混沌映射
    2.3 高斯分布和高斯變異
    2.4 高斯和混沌增強策略下的維進化粒子群算法
        2.4.1 維進化粒子群優(yōu)化算法
        2.4.2 高斯混沌局部收縮策略
        2.4.3 高斯和混沌增強策略下的維進化粒子群算法
    2.5 數(shù)值實驗和結(jié)果分析
    2.6 基于GC-SDPSO的PID參數(shù)整定的問題
        2.6.1 PID參數(shù)整定問題
        2.6.2 GC-SDPSO優(yōu)化PID參數(shù)的設(shè)計
        2.6.3 實驗結(jié)果和分析
    2.7 本章小結(jié)
第三章 變尺度搜索策略下的混沌粒子群優(yōu)化算法
    3.1 變尺度策略的混沌粒子群優(yōu)化算法
        3.1.1 變尺度搜索策略
        3.1.2 混沌擾動策略
        3.1.3 時變加速系數(shù)
        3.1.4 算法的實現(xiàn)步驟
    3.2 數(shù)值實驗和結(jié)果分析
    3.3 基于VSCPSO算法的物流配送中心選址問題
        3.3.1 物流選址問題描述
        3.3.2 基于VSCPSO算法的選址問題實現(xiàn)
        3.3.3 實驗結(jié)果和分析
    3.4 本章小結(jié)
第四章 混合遺傳算法的全局最佳引導(dǎo)的人工蜂群算法
    4.1 人工蜂群算法
        4.1.1 人工蜂群算法的基本原理
        4.1.2 人工蜂群算法的實現(xiàn)
    4.2 混合遺傳算法的人工蜂群算法
        4.2.1 遺傳算法
        4.2.2 全局最佳引導(dǎo)的人工蜂群算法
        4.2.3 算法的實現(xiàn)步驟
    4.3 數(shù)值實驗和結(jié)果分析
        4.3.1 約束處理方法
        4.3.2 實驗設(shè)置和結(jié)果分析
    4.4 本章小結(jié)
第五章 自適應(yīng)分組策略下的量子人工蜂群算法
    5.1 量子計算原理
        5.1.1 量子比特
        5.1.2 量子比特旋轉(zhuǎn)門
    5.2 量子人工蜂群算法
        5.2.1 位置的編碼
        5.2.2 解空間的轉(zhuǎn)換
        5.2.3 蜂群位置的更新
        5.2.4 算法的實現(xiàn)步驟
    5.3 自適應(yīng)分組的量子人工蜂群算法
        5.3.1 自適應(yīng)分組策略
        5.3.2 蜂群變異操作
        5.3.3 自適應(yīng)分組的量子人工蜂群算法
    5.4 數(shù)值實驗和結(jié)果分析
    5.5 基于AGQABC算法的二維最大熵圖像分割
        5.5.1 圖像分割概述
        5.5.2 二維最大熵圖像分割
        5.5.3 二維最大熵值的求解
        5.5.4 基于AGQABC的圖像分割算法
        5.5.5 實驗結(jié)果和分析
    5.6 本章小結(jié)
第六章 結(jié)論與展望
    6.1 結(jié)論
    6.2 展望
參考文獻
致謝
作者簡介

(10)相位編碼波形及信號處理方法設(shè)計(論文提綱范文)

摘要
ABSTRACT
符號對照表
縮略語對照表
第一章 緒論
    1.1 論文的研究背景及意義
    1.2 研究歷史、現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢
    1.3 論文內(nèi)容與結(jié)構(gòu)安排
第二章 相位編碼信號的分析及信號處理方法
    2.1 引言
    2.2 相位編碼信號概述
    2.3 二相編碼信號特性
        2.3.1 二相編碼信號波形
        2.3.2 二相編碼信號頻譜
        2.3.3 二相編碼信號模糊函數(shù)和分辨率
    2.4 常用的二相編碼信號
        2.4.1 巴克碼
        2.4.2 M序列
    2.5 相位編碼信號回波特性
    2.6 相位編碼信號的脈沖壓縮
        2.6.1 相位編碼信號脈沖壓縮原理
        2.6.2 距離遮擋對相位編碼信號脈沖壓縮的影響
        2.6.3 多普勒頻移對相位編碼信號脈沖壓縮的影響
    2.7 本章小結(jié)
第三章 基于優(yōu)化搜索的相位編碼波形設(shè)計
    3.1 引言
    3.2 基于遺傳算法的相位編碼波形設(shè)計
        3.2.1 遺傳算法
        3.2.2 基于遺傳算法的M序列波形設(shè)計
    3.3 基于模擬退火算法的相位編碼波形設(shè)計
        3.3.1 模擬退火算法
        3.3.2 基于模擬退火算法的M序列波形設(shè)計
    3.4 基于混合遺傳模擬退火算法的相位編碼波形設(shè)計
        3.4.1 混合遺傳模擬退火算法
        3.4.2 基于混合遺傳模擬退火算法的M序列波形設(shè)計
    3.5 基于二進制粒子群算法的相位編碼波形設(shè)計
        3.5.1 粒子群算法
        3.5.2 基于二進制粒子群算法的M序列波形設(shè)計
    3.6 基于自適應(yīng)二進制粒子群遺傳算法的相位編碼波形設(shè)計
        3.6.1 自適應(yīng)遺傳算法
        3.6.2 二進制粒子群算法的改進
        3.6.3 自適應(yīng)遺傳算法的改進
        3.6.4 自適應(yīng)二進制粒子群遺傳算法
        3.6.5 基于自適應(yīng)二進制粒子群遺傳算法的M序列波形設(shè)計
    3.7 算法仿真結(jié)果及性能對比分析
    3.8 本章小結(jié)
第四章 相位編碼信號旁瓣抑制方法
    4.1 引言
    4.2 旁瓣抑制濾波器的性能指標(biāo)
    4.3 基于最小均方誤差準(zhǔn)則的自適應(yīng)脈沖壓縮算法
        4.3.1 數(shù)學(xué)模型
        4.3.2 基于最小均方誤差準(zhǔn)則的自適應(yīng)匹配濾波器設(shè)計方法
    4.4 基于凸優(yōu)化的失配濾波算法
        4.4.1 數(shù)學(xué)模型
        4.4.2 基于凸優(yōu)化的最優(yōu)積分旁瓣電平失配濾波器設(shè)計方法
        4.4.3 基于凸優(yōu)化的最優(yōu)峰值旁瓣電平失配濾波器設(shè)計方法
    4.5 自適應(yīng)失配濾波算法
        4.5.1 數(shù)學(xué)模型
        4.5.2 自適應(yīng)失配濾波器設(shè)計方法
    4.6 算法仿真結(jié)果及性能對比分析
    4.7 本章小節(jié)
第五章 總結(jié)與展望
    5.1 論文總結(jié)
    5.2 研究展望
參考文獻
致謝
作者簡介

四、一種基于自適應(yīng)混合遺傳算法的非線性函數(shù)優(yōu)化方法(論文參考文獻)

  • [1]地下水LNAPLs污染溯源辨析[D]. 李久輝. 吉林大學(xué), 2021
  • [2]基于混合蛙跳算法的高維數(shù)據(jù)降維技術(shù)研究[D]. 代永強. 蘭州大學(xué), 2021(09)
  • [3]混合不確定性下工業(yè)機器人運動精度可靠性分析與優(yōu)化設(shè)計[D]. 黃鵬. 電子科技大學(xué), 2021(01)
  • [4]基于自適應(yīng)卡爾曼濾波的負荷模型參數(shù)在線辨識算法研究[D]. 李紅霞. 浙江大學(xué), 2021(08)
  • [5]高能耗過程智能操作優(yōu)化方法研究[D]. 周恒. 浙江大學(xué), 2021(01)
  • [6]基于優(yōu)化算法的天然氣管道仿真模型自適應(yīng)研究[D]. 劉丹. 西安石油大學(xué), 2020(10)
  • [7]混合IWO算法在參數(shù)優(yōu)化中的應(yīng)用研究[D]. 鄧錟. 湖南大學(xué), 2020(08)
  • [8]高速離心壓氣機幾何與流動參數(shù)耦合數(shù)據(jù)挖掘與優(yōu)化研究[D]. 李孝檢. 天津大學(xué), 2020(01)
  • [9]群智能優(yōu)化算法的研究及應(yīng)用[D]. 智慧. 西安電子科技大學(xué), 2020(05)
  • [10]相位編碼波形及信號處理方法設(shè)計[D]. 張安琪. 西安電子科技大學(xué), 2020(05)

標(biāo)簽:;  ;  ;  ;  ;  

基于自適應(yīng)混合遺傳算法的非線性函數(shù)優(yōu)化方法
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