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粒子群算法在断路器优化中的应用研究

粒子群算法在断路器优化中的应用研究

作者：鞠文哲河北工业大学

学位级别：硕士

在配电系统中,断路器是用来接通和分断电流的主要开关工具,保护用电设备和配电线路免于过流受损。因此,设计出高质量断路器是保证配电系统安全运行的关键。而传统的设计方案通常采用经验估算、样机制作等方式,使得断路器自身能耗大、体... 详细信息

在配电系统中,断路器是用来接通和分断电流的主要开关工具,保护用电设备和配电线路免于过流受损。因此,设计出高质量断路器是保证配电系统安全运行的关键。而传统的设计方案通常采用经验估算、样机制作等方式,使得断路器自身能耗大、体积大、分断性能差。为此,需对断路器优化工作展开深入研究。如今,融入智能算法的设计方法精确高效。其中,粒子群算法是一种求解多参数、多约束优化问题的高效算法。然而,传统粒子群算法在收敛速度与精度方面存在一些缺陷。为此,可先对粒子群算法提出改进,再采用改良算法对断路器优化进行深入研究与应用。主要的工作与创新如下:（1）针对一种型号为HSW6的断路器提出优化设计目标与数学优化模型。首先对HSW6断路器能耗产生来源进行研究,建立其能耗优化模型;再推导断路器储能弹簧优化设计模型及相关数学约束条件。实验研究表明,对该型号断路器提出的能耗数学优化模型与储能弹簧设计模型可靠。（2）鲶鱼效应-云粒子群优化（CE-CPSO）算法的提出与研究。为解决传统PSO早熟、收敛慢及候选解多样性较差的问题,先引入云模型对寻优粒子分类,并控制不同种群采用不同的搜索权重;再提出新型鲶鱼扰动模型,产生更多候选解。经典函数测试结果表明,提出的CE-CPSO算法在收敛速度和精度方面比传统PSO算法更优。（3）改进的CE-CPSO算法在断路器低能耗优化设计上的应用研究。为优化断路器自身能耗,对提出的低能耗数学优化模型,运用CE-CPSO算法对断路器能耗及相关参数优化计算。优化结果表明,改良算法的性能和优化设计效果比传统PSO更好,断路器更加节能省材。（4）改进的CE-CPSO算法在断路器储能弹簧优化方面的应用研究。为优化断路器储能弹簧结构参数,同样采用CE-CPSO算法对相关参数优化计算。实验结果表明,尽管在设计中存在诸多复杂约束条件,CE-CPSO算法优化参数仍比传统PSO算法合理,且在同样的工作强度和状态下,器件更加小型化。

关键词：断路器优化粒子群算法云模型鲶鱼效应低能耗优化储能弹簧优化

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采用CDE算法的新型多回路断路器优化设计

高压电器 2017年第12期53卷 188-194页

作者：戴水东夏克文张丽英鞠文哲河北工业大学电子信息工程学院天津300401 杭州之江开关股份有限公司杭州311200

在输配电系统中,断路器的自身能耗越高,系统的输电效率就越低,而调整断路器设计参数以降低其自身能耗的同时,设备本身的结构、材料及散热等设计成本也会随之增加。为此,在分析传统断路器能耗模型的基础上,采用一种多回路设计结构,并提... 详细信息

在输配电系统中,断路器的自身能耗越高,系统的输电效率就越低,而调整断路器设计参数以降低其自身能耗的同时,设备本身的结构、材料及散热等设计成本也会随之增加。为此,在分析传统断路器能耗模型的基础上,采用一种多回路设计结构,并提出一种考虑断路器能耗与成本等因素的新型断路器优化设计评估模型;再对新的优化评估模型,设计一种文化差异进化算法,对断路器的并联回路数目、触头接触、触头电阻及能耗值等主回路结构相关参数进行仿真优化求解。最后计算出新型断路器优化评估模型的相关参数取值,并应用于HSWX系列断路器样机生产。结果表明,采用多回路结构的新型断路器有功功耗与温升显著降低、提出的优化设计方法可行,且可以大大提高断路器的设计效率。

关键词：断路器多回路设计文化差异进化算法有功功耗

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改进的云粒子群优化算法及其断路器优化应用

计算机应用研究 2018年第7期35卷 2084-2087页

作者：鞠文哲夏克文戴水东河北工业大学电子信息工程学院天津300401

针对断路器的能耗优化设计中复杂的多维参数设定常采用经验选取的方式,易导致断路器自身能耗过大。为此,提出一种结合鲶鱼效应与云模型的改进粒子群优化算法对其多维相关参数进行优化选取,先将传统的粒子群优化算法与云模型相结合,对多... 详细信息

针对断路器的能耗优化设计中复杂的多维参数设定常采用经验选取的方式,易导致断路器自身能耗过大。为此,提出一种结合鲶鱼效应与云模型的改进粒子群优化算法对其多维相关参数进行优化选取,先将传统的粒子群优化算法与云模型相结合,对多维寻优粒子加以分类,控制不同粒子群在不同搜索状态下的快速寻优;再引入鲶鱼效应扰动机制增加寻优粒子多样性,提高寻优精度;最后采用该改进算法对断路器能耗模型优化仿真以及断路器参数进行设定。结果表明,提出的改进方法可以实现断路器低能耗设计要求,并能有效提高其设计效率。

关键词：断路器能耗优化设计多维参数设定鲶鱼效应云模型粒子群优化算法

改进的粒子群优化算法对断路器储能弹簧的优化设计

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计算机应用 2019年第5期39卷 1540-1546页

作者：石丽莉夏克文戴水东鞠文哲河北工业大学电子信息工程学院天津300401

针对断路器储能弹簧传统经验试算的设计方法易导致弹簧结构参数不合理、断路器的体积大及分断性能差的问题,应用一种结合鲶鱼效应改进的云粒子群优化算法对断路器的储能弹簧参数进行优化设计。首先,根据储能弹簧的工作原理,推导储能弹... 详细信息

针对断路器储能弹簧传统经验试算的设计方法易导致弹簧结构参数不合理、断路器的体积大及分断性能差的问题,应用一种结合鲶鱼效应改进的云粒子群优化算法对断路器的储能弹簧参数进行优化设计。首先,根据储能弹簧的工作原理,推导储能弹簧的数学优化设计模型以及弹簧参数设计的约束条件;然后,根据优化模型对算法进行改进,在传统粒子群优化算法的基础上,引入鲶鱼效应策略产生多样候选解,避免算法陷入局部最优值,并结合云模型适时调整寻优速度权重因子,以加快算法的收敛和提高全局搜索能力;最后,采用改进算法对断路器的储能弹簧优化模型进行仿真及相应的弹簧参数计算。实验结果表明,可以应用改进的粒子群优化算法对断路器储能弹簧进行优化设计,设计结果更加小型化、分断性能更优。

关键词：储能弹簧粒子群优化算法云模型鲶鱼效应

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采用二阶锥规划和压缩感知的方向图综合算法

计算机应用研究 2018年第7期35卷 2015-2017,2029页

作者：鞠文哲夏克文牛文佳周巧河北工业大学电子信息工程学院天津300401

常规自适应方向图综合在求解最优权值向量时需经过复杂的广义矩阵求逆运算,计算过程繁琐,占用存储空间大。针对这一问题,提出一种采用二阶锥规划与压缩感知理论的改进自适应方向图综合算法。改进的算法将传统算法中的误差性能函数通过... 详细信息

常规自适应方向图综合在求解最优权值向量时需经过复杂的广义矩阵求逆运算,计算过程繁琐,占用存储空间大。针对这一问题,提出一种采用二阶锥规划与压缩感知理论的改进自适应方向图综合算法。改进的算法将传统算法中的误差性能函数通过数学变换转换成标准二阶锥规划形式快速求解,同时应用压缩感知理论将大规模阵列权值稀疏化处理,从而得到最优天线阵列权值向量并减少训练时间。仿真结果表明,采用二阶锥规划与压缩感知的改进算法在大规模阵列天线方向图综合时求解速度快、运算精度高,且在应用压缩感知后形成的方向图有较低旁瓣,干扰方向零陷深,接近满阵时的波束性能。

关键词：自适应方向图综合二阶锥规划压缩感知大规模阵列天线阵列权值稀疏化

碳纤维复合材料结构损伤声发射定位与识别方法研究

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碳纤维复合材料结构损伤声发射定位与识别方法研究

作者：鞠文卿北京化工大学

学位级别：硕士

碳纤维复合材料因具有质量轻、强度高、耐腐蚀性好等优异性能,被广泛应用于航空航天、轨道交通等众多领域。然而,在制造和使用过程中,材料不可避免地发生损伤,导致其力学性能降低和使用寿命缩短。因此,及时准确地检测和评估材料的损伤... 详细信息

碳纤维复合材料因具有质量轻、强度高、耐腐蚀性好等优异性能,被广泛应用于航空航天、轨道交通等众多领域。然而,在制造和使用过程中,材料不可避免地发生损伤,导致其力学性能降低和使用寿命缩短。因此,及时准确地检测和评估材料的损伤状态变得尤为关键。声发射技术作为一种无损检测手段,能够实现材料损伤的在线监测,并提供损伤的关键信息。但由于碳纤维复合材料的各向异性和损伤机制的复杂性使得损伤的精确定位和准确识别成为了一项挑战。针对上述问题,本文以碳纤维增强环氧树脂基复合材料层合板为研究对象,利用声发射技术对损伤定位和损伤类型识别开展研究。主要研究内容如下:(1)采用有限元仿真软件建立了声发射信号在碳纤维复合材料板中传播的三维仿真模型,分析并可视化兰姆波在其中的传播过程。仿真结果表明,对称模态(S0)的传播速度具有显著的方向依赖性,其沿纤维方向速度最快;而反对称模态(A0)受方向影响较小,但很容易与S0模态产生叠加导致难以提取。此外,根据频散曲线对仿真结果进行了验证。(2)针对碳纤维复合材料各向异性导致声波传播速度对方向敏感的问题,提出了一种基于改进鲸鱼优化算法的声发射源定位方法。首先,通过赤池信息准则结合三次样条插值的方法,准确拾取声发射信号到达时间;其次,引入非线性收敛因子以及随机初始化策略提高了原始鲸鱼优化算法的稳定性和精确度;然后,将传感器之间的到达时间差作为已知条件,以声发射源坐标为优化变量,构建目标函数并应用改进鲸鱼算法使其最小化来实现定位;最后,通过仿真数据和实验数据证明所提方法的有效性。(3)针对碳纤维复合材料不同损伤模式之间易发生耦合的特性,分别探究纯环氧树脂、单向90度铺层、单向0度铺层和交叉铺层复合材料在三点弯曲加载过程中的声发射响应,间接实现损伤模式解耦。首先,通过Person相关系数、主成分分析和拉普拉斯得分对信号特征进行筛选;然后,利用模糊C均值聚类算法识别出四种典型损伤模式对应的频率范围;最后,利用哨兵函数、累积声发射计数和累积声发射能量对交叉层复合材料在弯曲加载过程中的损伤演化过程进行了阶段划分。

关键词：声发射损伤定位损伤识别碳纤维复合材料

行政执法证据收集中的当事人权利保护：以行刑衔接为视角

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湖南社会科学 2024年第1期 112-119页

作者：文哲中国人民公安大学犯罪学学院

尊重和保障人权既是我国宪法的基本准则，同时也是刑事诉讼法所秉承的法律原则。在行刑衔接的司法实践中，我国长期以来一直存在因行政执法证据收集不规范而导致相关证据被异议为非法证据的情况，造成了行政执法阶段收集的证据无法在刑... 详细信息

尊重和保障人权既是我国宪法的基本准则，同时也是刑事诉讼法所秉承的法律原则。在行刑衔接的司法实践中，我国长期以来一直存在因行政执法证据收集不规范而导致相关证据被异议为非法证据的情况，造成了行政执法阶段收集的证据无法在刑事诉讼中使用而侵害当事人权利。从行政执法证据收集为切入点，围绕行政执法部门在证据收集使用与当事人权利保护中存在的问题，探讨问题的成因，并针对这些问题提出要构建以保护当事人权利的非法证据排除制度，防止非法证据排除机制虚置；要规范行政执法中证据收集机制；严格执行行政执法证据的合法性审查等完善措施。

关键词：行政执法证据权利保护行刑衔接证据收集

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论康德的道德人类学:方案、方法与方向

湖北大学学报（哲学社会科学版） 2024年第3期51卷 22-29页

作者：潘文哲昆明理工大学马克思主义学院云南昆明650000

道德人类学是康德实践哲学的重要部分,然而其在体系方面的必要性和在内容方面的丰富性尚待进一步挖掘。从总体方案上看,道德人类学构成实践哲学的应用环节,是道德形而上学的方法论:它一方面为道德形而上学的形式性原则提供必要的质料性... 详细信息

道德人类学是康德实践哲学的重要部分,然而其在体系方面的必要性和在内容方面的丰富性尚待进一步挖掘。从总体方案上看,道德人类学构成实践哲学的应用环节,是道德形而上学的方法论:它一方面为道德形而上学的形式性原则提供必要的质料性条件,使先验道德法则能够在人性中得到贯彻,构成现实的道德经验;另一方面有助于实践理性克服干扰,与诸能力相互配合,作出准确的道德判断。从具体方法上看,道德人类学在先验哲学的框架下提供了基于“同时是义务的目的”的属人义务推导方法、基于良知的内在道德评价方法、基于情感的促进道德判断的主观方法,这些内容构成一种相对完备的道德判断力理论,从而在层次上丰富了实践哲学。基于道德人类学的定位与内容的独特性,康德为后世“人类学化”哲学研究和“道德化”人类学研究提供了可供探索的开放性路径。

关键词：康德道德人类学道德判断力良知道德情感

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中国医学影像技术 2024年

作者：蔺楠任超童冠圣文哲首都医科大学附属北京世纪坛医院核医学科中国医学科学院北京协和医院核医学科核医学分子靶向诊疗北京市重点实验室

目的观察乳腺癌相关淋巴水肿（BCRL）治疗前淋巴显像分期与脂肪抽吸术联合淋巴管-静脉吻合术(LVA)疗效的相关性。方法回顾性分析67例接受脂肪抽吸术并于术后3个月接受LVA的BCRL患者，依据治疗前淋巴显像分为患侧上肢淋巴部分梗阻（P期... 详细信息

目的观察乳腺癌相关淋巴水肿（BCRL）治疗前淋巴显像分期与脂肪抽吸术联合淋巴管-静脉吻合术(LVA)疗效的相关性。方法回顾性分析67例接受脂肪抽吸术并于术后3个月接受LVA的BCRL患者，依据治疗前淋巴显像分为患侧上肢淋巴部分梗阻（P期）与完全梗阻（T期）组；记录联合治疗后3及6个月双上肢淋巴水肿指数（UELi）、患侧上肢淋巴水肿指数超额百分比（UPE）、治疗后与治疗前患侧上肢UPE比值（rUPE），以及术后生活质量上肢淋巴水肿功能、残疾与健康问卷调查表（Lymph-ICF-UL）评分，对比不同分期患者治疗后临床参数及上肢淋巴水肿改善情况。结果治疗前淋巴显像显示P期组29例、T期组38例。组间治疗前蜂窝组织炎发生率、术中吸出脂肪体积差异均有统计学意义（P均＜0.05）。联合治疗后3及6个月，67例患侧上肢UELi、UPE及Lymph-ICF-UL评分均低于治疗前，差异均有统计学意义（P均＜0.05）。结论BCRL治疗前淋巴显像分期与脂肪抽吸术联合LVA疗效相关。

关键词：乳腺肿瘤淋巴水肿放射性核素显像