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基于飞蛾扑火算法的储能参与现货市场交易研究

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江西科学 2024年第4期42卷 840-844,850页

作者：段先勇徐海龙广东粤电电力销售有限公司广州510000

随着电力现货市场体制建设的逐步推进,储能资源在电力市场交易中的作用日益重要。为解决储能参与电力现货市场收益率低的问题,提出了一种基于飞蛾扑火算法的储能参与现货市场交易方法。首先,通过近邻聚类统计储能终端用户的类型,并进行... 详细信息

随着电力现货市场体制建设的逐步推进,储能资源在电力市场交易中的作用日益重要。为解决储能参与电力现货市场收益率低的问题,提出了一种基于飞蛾扑火算法的储能参与现货市场交易方法。首先,通过近邻聚类统计储能终端用户的类型,并进行现货交易申报参数分析、参与现货市场优化。其次,采用飞蛾扑火算法对储能参与现货市场的出清交易价格进行了最优求解。最后,对算法在中国某城市中进行测算,较演化博弈利润提高了23.39%。该方法提升了储能参与电力现货市场交易盈利水平。

关键词：飞蛾扑火算法储能现货市场交易方法市场出清

基于改进免疫飞蛾扑火算法的船舱设备布局优化

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电子制作 2024年第12期32卷 64-67页

作者：吴文斌崔国栋武警海警学院信息技术教研室浙江宁波315801 武警海警学院数学教研室浙江宁波315801

为有效解决实际的船舱设备布局优化问题,提出了一种改进免疫飞蛾扑火算法。通过引入免疫机制和权重系数非线性递减策略,以有效提升算法的全局优化性能。由仿真验证结果可知,所提算法有效提升了飞蛾扑火算法的全局优化性能,采用所提算法... 详细信息

为有效解决实际的船舱设备布局优化问题,提出了一种改进免疫飞蛾扑火算法。通过引入免疫机制和权重系数非线性递减策略,以有效提升算法的全局优化性能。由仿真验证结果可知,所提算法有效提升了飞蛾扑火算法的全局优化性能,采用所提算法能够更好地求解实际的船舱设备布局优化问题。

关键词：船舱设备布局优化飞蛾扑火算法免疫机制权重系数非线性策略

基于改进飞蛾扑火算法的无人机低空突防路径规划

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中国惯性技术学报 2021年第2期29卷 256-263页

作者：黄鹤吴琨王会峰杨澜茹锋王珺长安大学电子与控制工程学院西安710064 长安大学西安市智慧高速公路信息融合与控制重点实验室西安710064 长安大学信息工程学院西安710064

针对传统群体智能优化算法在复杂环境下求解无人机突防过程中路径搜索能力不足,易陷入局部最优、搜索时间长等问题,提出了一种基于改进的飞蛾扑火优化算法的无人机智能突防方法。首先,建立基本地形模型、威胁源模型,实现三维等效地形;然... 详细信息

针对传统群体智能优化算法在复杂环境下求解无人机突防过程中路径搜索能力不足,易陷入局部最优、搜索时间长等问题,提出了一种基于改进的飞蛾扑火优化算法的无人机智能突防方法。首先,建立基本地形模型、威胁源模型,实现三维等效地形;然后,在飞蛾扑火算法中引入交叉算子和高斯变异算子,引起火焰变异,在迭代前期加快寻优速度,增强算法的全局搜索能力;最后,在算法中引入自适应权重,增大适应度较差飞蛾运动轨迹的搜索空间,改善寻优精度。实验结果表明,所提出算法可以使无人机快速地自主避开危险区域,选择最优路径,所提出算法规划的突防路径相比MFO及GWO算法分别降低了25.14 km和14.77 km,代价相比其他两种算法分别降低了3.63及10.25,提高了无人机的生存概率,较大地降低了风险成本,实现低空突防的目的。

关键词：无人机低空突防飞蛾扑火算法交叉算子三维路径规划

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基于飞蛾扑火算法的浆液循环泵组合优化

热能动力工程 2021年第6期36卷 44-50页

作者：谷小兵李建强徐贤陶君大唐环境产业集团股份有限公司北京100000 华北电力大学能源动力与机械工程学院河北保定071003

为了解决浆液循环泵能耗过高问题,在满足供浆指标约束条件的基础上,建立浆液循环泵的最小能耗优化模型,采用螺旋式搜索的飞蛾扑火优化算法求解浆液循环泵的最优组合和频率以及该条件下的最低能耗。分析了10个典型工况点下实际运行负荷... 详细信息

为了解决浆液循环泵能耗过高问题,在满足供浆指标约束条件的基础上,建立浆液循环泵的最小能耗优化模型,采用螺旋式搜索的飞蛾扑火优化算法求解浆液循环泵的最优组合和频率以及该条件下的最低能耗。分析了10个典型工况点下实际运行负荷、浆液pH值和烟气入口二氧化硫浓度对浆液循环泵能耗的影响。结果表明:负荷与入口二氧化硫浓度越高,能耗越高;浆液pH值在一定范围内越大,能耗越低,若浆液pH值超出一定范围则能耗越高;将飞蛾扑火算法与遗传算法及粒子群算法进行对比,在同等初始条件下,飞蛾扑火算法求解速度更快,计算结果更优,性能更优越。

关键词：浆液循环泵能耗飞蛾扑火算法螺旋式搜索遗传算法粒子群算法

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融合折射原理反向学习的飞蛾扑火算法

计算机工程与应用 2019年第11期55卷 46-51,59页

作者：王光金嘉毅辽宁工程技术大学软件学院

飞蛾扑火算法是一种新型群智能优化算法,目前已经应用于特征选择和图像分割等诸多领域。然而,传统的飞蛾扑火算法后期收敛速度不足且容易陷入局部最优,从而影响了算法的整体性能。为了提高飞蛾扑火算法的优化性能,提出了一种基于折射原... 详细信息

飞蛾扑火算法是一种新型群智能优化算法,目前已经应用于特征选择和图像分割等诸多领域。然而,传统的飞蛾扑火算法后期收敛速度不足且容易陷入局部最优,从而影响了算法的整体性能。为了提高飞蛾扑火算法的优化性能,提出了一种基于折射原理反向学习的飞蛾扑火算法(ROBL-MFO)。该算法首先在飞蛾的更新公式中引入历史最优火焰平均值,使火焰间的信息能够互相交流,提高算法的收敛能力;其次利用随机反向学习策略对解进行反向学习,扩大算法的搜索空间;最后使用折射原理对解进行折射操作,提高种群的多样性,帮助算法跳出局部最优。在六个标准实验函数上得到的实验结果表明,对比其他算法,ROBL-MFO算法拥有更好的收敛速度,且能够有效跳出局部最优。

关键词：飞蛾扑火算法折射原理反向学习群智能算法种群多样性

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基于改进飞蛾扑火算法的多阈值彩色图像分割

计算机应用与软件 2020年第1期37卷 223-229,261页

作者：马军贾鹤鸣东北林业大学机电工程学院

针对彩色图像多阈值分割存在计算量大、运行时间长等问题,在飞蛾扑火算法(Moth-Flame Optimization,MFO)的基础上,引入莱维飞行策略和自适应权重变化策略,提出LSMFO算法(Levy Self-adaptive Moth Flame Optimization)对最佳分割阈值进... 详细信息

针对彩色图像多阈值分割存在计算量大、运行时间长等问题,在飞蛾扑火算法(Moth-Flame Optimization,MFO)的基础上,引入莱维飞行策略和自适应权重变化策略,提出LSMFO算法(Levy Self-adaptive Moth Flame Optimization)对最佳分割阈值进行优化搜索。为了验证该算法的有效性,选取4幅伯克利大学经典图像,将LSMFO算法与另外5种元启发式算法进行对比。应用Otsu方法进行多阈值图像分割实验,并用SSIM、PSNR、EPI三个指标评估分割后的图像效果。实验结果显示,LSMFO算法在指标衡量比较上整体水平优于其他算法,表明该算法运行时间短、分割精度高,能够有效解决彩色图像多阈值分割问题。

关键词：彩色图像多阈值分割飞蛾扑火算法 Levy飞行自适应权重

改进的多目标飞蛾扑火算法及其在阵列天线综合中的应用

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改进的多目标飞蛾扑火算法及其在阵列天线综合中的应用

作者：孙斌杭州电子科技大学

学位级别：硕士

多目标优化是多准则决策的一个研究方向,它是涉及多个目标函数同时优化的数学问题。多目标优化问题普遍涉及到工程、经济和物流等诸多科学领域,需要在两个或多个相互矛盾的目标之间进行权衡的情况下找出一组折衷的解。多目标飞蛾扑火算... 详细信息

多目标优化是多准则决策的一个研究方向,它是涉及多个目标函数同时优化的数学问题。多目标优化问题普遍涉及到工程、经济和物流等诸多科学领域,需要在两个或多个相互矛盾的目标之间进行权衡的情况下找出一组折衷的解。多目标飞蛾扑火算法是近年来新提出的一种优化算法,拥有调节参数少、鲁棒性强等优点,但仍然具有Pareto近似解集分布不均、过早收敛等问题。本文在深入学习多目标优化理论的基础上,对多目标飞蛾扑火算法进行了研究改进,主要工作内容包括:(1)针对多目标飞蛾扑火算法出现的解集多样性较差和收敛性不足等问题,本文设计了一种考虑全局的新型拥挤距离计算方式,能够很好的区分拥挤程度相近的个体在整个空间的疏密程度,使得目标空间中稀疏的解在更新过程中得以保留,提高解集的分布程度。同时采用基于贪婪选择策略的交叉算子,在减少算法做无用的交叉计算的同时对精英个体进行变异,提高算法跳出局部最优陷阱的概率。(2)针对标准多目标飞蛾扑火算法存在的全局搜索能力和局部开发能力不均衡的问题,首先引入佳点集生成飞蛾来保证初始群体的质量,随后采用改进的Sigmod函数来调整算法迭代过程中的火焰数量,使得火焰随迭代次数非线性收敛,在迭代初期能够保留较大的火焰数目以扩大搜索范围,迭代中期能够根据需要调整火焰收敛速度以保证算法收敛速度,迭代后期保持较小的火焰数目做局部搜索,有效的平衡了算法在各个时期的综合寻优能力。通过上述的改进方案,提出多策略协同的多目标飞蛾扑火算法(NMOMFO)。(3)在多个经典的测试问题上检验算法的性能,与其他几种经典的多目标优化算法对比后发现,NMOMFO算法具有更好的优化性能,能够更精确地收敛到测试问题的真实Pareto前沿,同时也能够维持较好的分布性。(4)将NMOMFO算法分别应用到直线阵列、平面阵列等方向图综合问题中,随后分析了天线方向图函数,并分别针对每个优化目标设计适应度函数,实验结果表明,NMOMFO算法在直线阵列综合问题取得了比经典的解析法更好的优化结果;在经典解析方法难以处理的复杂的、不规则平面阵列综合问题上,算法也能够较好的均衡各个目标来达到设计指标,验证了NMOMFO算法在工程领域的实用价值。

关键词：飞蛾扑火算法多目标优化外部档案非线性收敛阵列天线综合

求解批量流混合流水车间调度问题的改进飞蛾扑火算法

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求解批量流混合流水车间调度问题的改进飞蛾扑火算法

作者：杨婷大连交通大学

学位级别：硕士

混合流水车间调度问题((Hybrid Flow-shop Scheduling Problem,HFSP)的研究一直是学术界和制造业企业关注的热点。实际生产系统经常会遇到多种类大批量的生产调度问题,此类问题涉及到工件批次的划分以及所有子批的生产顺序和机器的选择... 详细信息

混合流水车间调度问题((Hybrid Flow-shop Scheduling Problem,HFSP)的研究一直是学术界和制造业企业关注的热点。实际生产系统经常会遇到多种类大批量的生产调度问题,此类问题涉及到工件批次的划分以及所有子批的生产顺序和机器的选择,合理的批次划分和调度可以有效提高生产效率,减少长时间待机而产生的高能耗。本文主要研究基于批量流的单目标和多目标HFSP问题,并采用飞蛾扑火算法对其进行求解。具体研究工作如下:针对批量流混合流水车间等量分批调度问题,以节约能耗为目标建立了该问题的混合整数规化模型。设计基于“最小能耗”两种不同的解码策略,并提出了一种有效的改进飞蛾扑火算法(improved moth-flame optimization algorithm,IMFO)来求解该问题。该算法对最佳火焰进行柯西变异以避免过早陷入局部最优,对较差火焰进行交叉和反转操作以提高求解质量。最后,通过与CPLEX和其他六种有效算法进行对比实验证明IMFO算法的有效性和优越性。针对同时考虑最小化最大完工时间和最小化总能耗的多目标批量流HFSP,提出了一种基于聚类的改进飞蛾扑火算法(clustering-based moth-flame optimization algorithm,CMFO)来求解该问题。该算法采用一种随种群递归衰减的火焰数量自适应调整策略来增强算法的全局开发和局部搜索能力。利用K-mean聚类算法对种群进行聚类,每个聚类的优秀飞蛾作为火焰,引导该类中飞蛾的局部搜索能力。同时对每个分类中的最佳火焰进行柯西变异以增强算法的开发能力,对较差火焰进行交叉和反转操作以提高求种群质量,通过正交实验法确定了CMFO算法参数。最后,通过对改进策略和其他三种多目标算法进行对比实验证明CMFO算法在计算效率和求解质量上都具有较大优势。

关键词：混合流水车间问题飞蛾扑火算法柯西变异批量流 K-means算法

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改进飞蛾扑火算法的研究及其应用

改进飞蛾扑火算法的研究及其应用

作者：李蓓蓓杭州电子科技大学

学位级别：硕士

优化问题广泛存在于各个工程领域,传统的解决此类问题的方法存在计算量大、计算时间长等缺陷。群智能优化算法因其智能性和本质并行性的特征,在解决优化问题方面表现出了强大的优势。飞蛾扑火算法作为群智能优化算法的一种,与许多同类... 详细信息

优化问题广泛存在于各个工程领域,传统的解决此类问题的方法存在计算量大、计算时间长等缺陷。群智能优化算法因其智能性和本质并行性的特征,在解决优化问题方面表现出了强大的优势。飞蛾扑火算法作为群智能优化算法的一种,与许多同类算法相比,具有需要调节的参数少、对运行环境要求低等特点,因此被广泛应用于复杂的工业领域。但随着研究的深入,飞蛾扑火算法的缺陷也慢慢暴露出来,比如易陷入局部最优、收敛速度慢等。本文对飞蛾扑火算法进行了深入研究,主要工作包括:(1)针对标准飞蛾扑火算法易陷入局部最优的缺陷,利用反向学习策略可以扩大算法有效搜寻空间的优势,对飞蛾进行二维反向学习;同时,将越界重置策略引入算法中,对迭代过程中超出解空间的个体进行随机重置,避免飞蛾越界导致种群多样性减少;将混沌理论应用于算法的寻优过程中,通过Tent混沌映射为火焰增加新的位置,提高算法搜索到全局最优的可能;将三种策略结合后,提出基于反向和映射策略的飞蛾扑火算法(RMMFO)。(2)针对标准飞蛾扑火算法存在的收敛速度慢的问题,在RMMFO算法的基础上,采用混沌初始化的方式生成较均匀的初始种群,从而提高初始解的质量;在飞蛾的位置更新公式中引入自适应权重,搜索前期使螺旋式飞行模式成为指导飞蛾飞行路径的主要因素,搜索后期火焰位置成为指导飞蛾飞行路径的主要因素,有效的平衡了算法全局和局部搜索能力。将两种策略融入RMMFO算法中,提出融合多策略飞蛾扑火算法(FMSMFO)。(3)在多个测试函数上进行仿真实验,检验FMSMFO算法各方面性能。与其他五种优秀算法对比后发现,FMSMFO算法在对不同类型的函数求解时,都拥有更高的求解精度,更快的求解速度。(4)将FMSMFO算法应用到阵列方向图中,通过对阵列天线进行低副瓣、深零点优化,验证了FMSMFO算法可以在工程领域实用,具有一定的创新性。

关键词：飞蛾扑火算法二维反向学习越界重置 Tent混沌映射混沌初始化自适应权重阵列天线综合