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作者：李仲康郑州轻工业大学

学位级别：硕士

解析Preisach磁滞模型解决了Preisach磁滞模型因离散Everett函数造成的测量误差大,数值不稳定的问题,但是解析Preisach磁滞模型同时存在参数多,辨识复杂的问题。针对上述问题,本文提出一种融合差分变异和随机变异的多策略改进黑猩猩优... 详细信息

解析Preisach磁滞模型解决了Preisach磁滞模型因离散Everett函数造成的测量误差大,数值不稳定的问题,但是解析Preisach磁滞模型同时存在参数多,辨识复杂的问题。针对上述问题,本文提出一种融合差分变异和随机变异的多策略改进黑猩猩优化算法,来实现对解析Preisach磁滞模型的参数快速、精确辨识。并基于辨识结果对电工磁材料的磁特性进行模拟研究,完成主要工作如下:(1)针对现有的Preisach磁滞模型及其参数辨识方法进行了文献调研,建立了以磁场强度H为输入变量的解析Preisach磁滞模型,为后期开展模型参数辨识及磁性材料磁特性模拟研究提供了模型基础。(2)提出了一种融合差分变异和随机变异的多策略改进黑猩猩优化算法(IM-COA算法),该算法在种群初始化上采用改进的logistic映射混合动态反向学习的策略,丰富了种群多样性,并用动态非线性递减因子和自适应权重因子平衡算法的全局探索和局部开发能力,然后用差分变异策略增强算法个体间的信息交流,扩大搜索范围,最后使用随机变异扰动策略进一步增强算法跳出局部最优的能力。(3)对所提出的改进黑猩猩优化算法进行了仿真和实际应用验证,首先基于12个标准测试函数和部分CEC2014测试函数开展了多种算法仿真实验和Wilcoxon秩和检验,从多角度验证了算法的有效性,最后将本文将算法应用于实际工程案例分析当中验证该算法的实际应用价值。(4)基于改进优化算法的解析Preisach磁滞模型参数辨识方法研究。本文将改进算法应用到解析Preisach模型的参数辨识中,并进行仿真验证,取得了良好的结果,验证了算法的实用性,为改进算法的实验验证奠定了基础。(5)基于改进黑猩猩算法的解析Preisach磁滞模型模拟研究。首先,结合实验测量数据,用本文提出的改进黑猩猩优化算法对解析Preisach磁滞模型的进行了参数辨识。其次,基于辨识结果使用解析Preisach磁滞模型对取向硅钢片B50A800磁特性进行了模拟研究。通过与实验结果对比表明,模拟磁滞回线与实验测量的磁滞回线吻合度较好。验证了该算法在磁性材料磁特性模拟研究中的实用性。最后对本文的主要工作进行了总结与概括,并根据本文的成果与不足提出了后续要进行的工作。

关键词：改进黑猩猩优化算法解析Preisach磁滞模型参数辨识磁特性模拟

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基于改进黑猩猩优化算法的有源配电网重构

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红水河 2024年第2期43卷 112-117页

作者：许克华胡少华周光远刘闯国网湖北省电力有限公司荆门供电公司湖北荆门448001

为了更好地解决有源配电网重构问题,笔者提出一种基于改进黑猩猩优化算法(improved chimp optimization algorithm,ICOA)的有源配电网重构方法。以系统网损、电压偏移指数和负荷均衡度作为优化目标,建立有源配电网多目标重构模型,并利... 详细信息

为了更好地解决有源配电网重构问题,笔者提出一种基于改进黑猩猩优化算法(improved chimp optimization algorithm,ICOA)的有源配电网重构方法。以系统网损、电压偏移指数和负荷均衡度作为优化目标,建立有源配电网多目标重构模型,并利用加权处理法将多目标转化为单目标。采用收敛系数非线性变化和小孔成像学习策略对黑猩猩优化算法(chimp optimization algorithm,COA)进行改进,得到了优化效果更好的ICOA,并利用ICOA对目标函数进行优化,通过算例分析对所提方法的有效性进行验证。结果表明,采用ICOA重构后的系统网损、电压偏移指数和负荷均衡度分别下降36.89%、56.82%和45.76%,有源配电网运行的经济性和稳定性全面提升。

关键词：有源配电网重构改进黑猩猩优化算法分布式电源适应度函数

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基于改进黑猩猩算法的解析Preisach模型参数辨识

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科学技术与工程 2024年第17期24卷 7140-7147页

作者：李丹丹介百坤朱石磊李仲康王宏郑州轻工业大学建筑环境工程学院郑州450001 河南省智慧建筑与人居环境工程技术研究中心郑州450001

解析Preisach模型解决了Preisach模型因离散Everett函数造成的测量误差大、数值不稳定的问题,但是解析Preisach模型同时存在参数多、辨识复杂的问题。针对上述问题,提出一种融合多策略的改进黑猩猩优化算法,来实现对解析Preisach模型的... 详细信息

解析Preisach模型解决了Preisach模型因离散Everett函数造成的测量误差大、数值不稳定的问题,但是解析Preisach模型同时存在参数多、辨识复杂的问题。针对上述问题,提出一种融合多策略的改进黑猩猩优化算法,来实现对解析Preisach模型的参数快速、精确辨识。首先,引入自适应权重因子来平衡全局搜索和局部开发能力;其次,将差分变异策略应用到种群个体位置更新中,增强算法个体间的信息交流,扩大搜索范围;最后,使用柯西变异和高斯变异相结合的随机扰动策略,进一步增强算法跳出局部最优的能力。结合实验数据,分别使用遗传算法、黑猩猩算法、正弦余弦黑猩猩算法与所提算法对解析Preisach模型参数进行辨识,并基于辨识结果对取向硅钢片的磁滞回线进行模拟。通过磁滞回线拟合度、适应度值变化以及损耗误差分析3个方面的结果对比可得,所提算法在解析Preisach模型的参数辨识上兼具辨识精度高、收敛速度快的优点。

关键词：解析Preisach模型 Everett函数参数辨识改进黑猩猩优化算法磁滞回线

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基于STM32的货车车钩高度测量装置的设计与优化

基于STM32的货车车钩高度测量装置的设计与优化

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作者：杨锐哲内蒙古科技大学

学位级别：硕士

铁路货车是货物运输的重要载体,具有运量大、运输周期短、安全性高等特点,在日常货物运输及国家重要战略物资输送中扮演着非常重要的角色,因此长期以来铁路部门大多采用定期回车间检修的模式以保证运输安全性和可靠性。车钩高度作为一... 详细信息

铁路货车是货物运输的重要载体,具有运量大、运输周期短、安全性高等特点,在日常货物运输及国家重要战略物资输送中扮演着非常重要的角色,因此长期以来铁路部门大多采用定期回车间检修的模式以保证运输安全性和可靠性。车钩高度作为一项重要的检修项目,必须保证车钩中心线距离铁轨轨面垂直高度在规定的精度范围之内。目前,车钩高度测量广泛使用的钩高尺存在操作不灵活、刻度复杂、费时费力、人工读数易产生随机误差等问题。为改善上述手动测量存在的问题,并逐步推进基于货车车钩高度状态监控的按需回车间检修模式,本文基于STM32单片机设计了一种超声波电子钩高测量装置,可有效提高测量时效,且使用方便,经济实惠,应用前景广泛。随着时代发展、科技进步,超声波技术与嵌入式技术的结合在短距离测距上的应用已经日渐成熟,结合实际应用需求,制定了基于超声波电子钩高测量装置总体方案,并进行了具体软硬件设计与测距精度优化研究。(1)硬件上,选择了基于ARM核心架构的增强型控制芯片STM32F103ZET6,进行了包括温湿度采集、超声波测距、语音播报、SD卡数据存储、WIFI通信电路以及PCB的设计,完成了硬件电路的调试;软件上,结合下位机硬件电路完成了相关软件程序的开发,为了更好的实现人机交互,上位机分别进行了PC端和手机端的可视化界面开发,基于TCP/IP协议网络架构建立了与下位机WIFI模块的通信连接,实现了数据的传输及控制命令的发送,完成了电子钩高测量装置的设计。(2)考虑到超声波在空气中传播速度易受环境温湿度影响,进而影响测距精度,设计中基于多元线性回归建立误差优化补偿模型,构建温湿度、优化前测距值和优化后测距值的对应关系,并通过F检验的方法验证了模型高回归显著性,结合曲线和数据对比,优化后测距相对误差不超过1%,达到了电子钩高测量装置测距精度要求。(3)基于环境温湿度测距误差补偿,提出改进黑猩猩优化算法优化BP神经网络模型(IChOA-BP)的方法。改进算法引进混沌对立学习提高初始化种群质量和多样性,引进自适应t分布增加种群全局开发能力和局部搜索能力,引进群个体记忆策略平衡群体间个体的随机影响。并采用仿真实验与3种优化算法进行了对比研究,结果表明,改进黑猩猩优化算法的预测精度是最高的,且优化模型具备较高稳定性,经IChOA-BP模型优化后的测距相对误差不超过0.5%,进一步提高了电子钩高测量装置测距精度。(4)基于铁路轨道高度与标高误差同样影响测距精度的问题,采用一元线性回归的方式建立了测量点与误差的线性关系,可以在实际应用中对轨道误差进行补偿。开发完成的货车车钩高度电子测量装置经模拟实验,测距范围150cm精度达到±0.3cm,远高于现场测距范围100cm精度±1cm的要求。同时,PC端和手机端上位机均可方便实现对下位机数据的同步传输和数据可视化。开发产品具有测量精度高,人机交互友好,远程监控,数据溯源等多种优点,可有效提高企业的经济效益,可推广性强。

关键词：车钩高度 STM32 超声波测距改进黑猩猩优化算法 WIFI通信

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基于MCOA的无线传感器网络部署优化方法研究

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微电子学与计算机 2024年

作者：闫好霖李嘉诺李秋姿江雷雷邢友松国网河南省电力公司南阳供电公司

为解决无线传感器网络部署优化覆盖率低、传感器节点分布不均匀等问题，本文提出一种基于改进黑猩猩优化算法的无线传感器网络部署优化方法。首先，为了保证黑猩猩种群具有多样性，使用Tent混沌映射进行种群初始化；其次，提出一种非线... 详细信息

为解决无线传感器网络部署优化覆盖率低、传感器节点分布不均匀等问题，本文提出一种基于改进黑猩猩优化算法的无线传感器网络部署优化方法。首先，为了保证黑猩猩种群具有多样性，使用Tent混沌映射进行种群初始化；其次，提出一种非线性变化的收敛因子，以增强算法的全局和局部搜索能力；然后，为了防止算法陷入局部最优，同时引导种群向最优个体靠近，提出一种狩猎贡献度加权策略对四类黑猩猩在狩猎过程中的贡献程度进行加权处理；最后，通过基准函数测试实验和无线传感器网络部署优化仿真实验验证所提改进算法的寻优性能和应用性能。结果表明，改进黑猩猩优化算法具有比对比算法更好的寻优性能，其优化得到的无线传感器网络平均覆盖率明显优于其他对比算法，平均覆盖率最高可达99.81%，且传感器节点分布更加均匀。

关键词：无线传感器网络部署优化改进黑猩猩优化算法覆盖率

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