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内罚函数法出现病态的分析

西北林学院学报 1999年第1期14卷 88-90页

作者：倪科社马金凤新疆石河子大学师范学院数学系

内罚函数法是优化理论中重要的方法之一，在实际应用中，最优解常常不被达到，其原因是随着内罚因子ｒ不断变小，迭代过程出现病态，本文分析了导致这种病态产生的条件和原因，并指出了在实际应用中注意的事项。

关键词：内罚函数法罚因子病态

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一种移动喷涂机器人的高效站位优化方法

机器人 2017年第2期39卷 249-256页

作者：于乾坤王国磊任田雨华霄桐陈恳清华大学机械工程系北京100084

为喷涂飞机等大型工件,通常使用移动平台将6DOF喷涂机器人输送到不同站位进行喷涂.本文旨在为当前喷涂路径寻找使得机器人运动学性能最佳的站位.首先提出并利用外腕心的概念对喷涂机器人的空心手腕做球形近似,解决机器人不可解耦问题,... 详细信息

为喷涂飞机等大型工件,通常使用移动平台将6DOF喷涂机器人输送到不同站位进行喷涂.本文旨在为当前喷涂路径寻找使得机器人运动学性能最佳的站位.首先提出并利用外腕心的概念对喷涂机器人的空心手腕做球形近似,解决机器人不可解耦问题,并获得了其封闭形式的逆运动学解及位置、姿态和避奇异约束的具体表现形式.而后,基于约束和关节可用度指标,建立了关于站位的单点和连续喷涂任务代价函数,用以定量评估站位对机器人运动性能的影响.最后,通过内罚函数法最小化代价函数,对应的站位即为最佳站位.在平面、圆柱面和圆台面上的仿真实验结果验证了近似模型的准确性和此方法的有效性,且与现有方法相比,算法效率提升了百倍以上.

关键词：移动机器人喷涂机器人站位任务规划内罚函数法

基于一致性算法的智能电网分布式经济调度问题研究

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基于一致性算法的智能电网分布式经济调度问题研究

作者：杨奇郑州轻工业大学

学位级别：硕士

在过去的几十年里,智能电网技术得到了飞速发展,而在智能电网的发展过程中也存在许多问题和挑战。其中,智能电网的经济调度问题是在考虑各种约束条件下,在短期内以尽可能低的成本确定多个发电设施的最佳输出以满足系统整体负荷,其实质... 详细信息

在过去的几十年里,智能电网技术得到了飞速发展,而在智能电网的发展过程中也存在许多问题和挑战。其中,智能电网的经济调度问题是在考虑各种约束条件下,在短期内以尽可能低的成本确定多个发电设施的最佳输出以满足系统整体负荷,其实质上是一个优化问题。研究智能电网的经济调度问题对保障智能电网能够经济、稳定地运行具有重要意义,然而随着智能电网规模的不断扩大以及网络结构的愈加复杂,智能电网中的经济调度问题研究也变得更加困难和具有挑战性。结合凸优化理论、罚函数法以及多智能体系统一致性算法,本文研究了智能电网的分布式经济调度问题,并提出有效优化算法。主要工作和研究成果集中在以下两个方面: （1）研究了更贴合实际的智能电网经济调度问题,针对发电机、可再生能源和储能装置在容量约束、爬升约束、供需平衡约束等多个约束条件下的智能电网经济调度优化问题,利用内罚函数法以及拉格朗日对偶理论将原优化问题转化为无约束条件下的优化问题,并基于该无约束优化问题结合一致性算法设计了一个分布式二阶一致性算法,且理论证明了该算法是收敛的。最后,通过IEEE六总线系统仿真验证了该算法的可行性,且与传统一致性算法相比拥有较快的收敛速度与收敛精度。（2）由于罚因子在趋于零时会引起增广目标函数病态从而导致算法最优解偏离真实最优解,即智能电网的总发电成本并未取得最优。针对这一问题,本文引入了一种光滑精确罚函数,当罚因子满足一定条件时基于该光滑精确罚函数构建的罚问题与原智能电网经济调度优化问题是等价的。通过该光滑精确罚函数重构了原经济调度问题,并对分布式二阶一致性算法进行修改与调整。由于该算法对于初始点的选取较为苛刻,即初始点必须满足供需平衡约束,而初始点的变动会影响该算法的收敛速度与收敛精度,使其实用性大大降低,因此为该算法加入一个初始化的过程,从而避免了对初始点的选取以及对算法参数的调整。最后通过仿真实验验证了该算法的可行性。

关键词：智能电网经济调度凸优化内罚函数法分布式二阶一致性算法光滑精确罚函数

环境能量驱动的无线传感器节点数据传输优化机制

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计算机应用研究 2014年第9期31卷 2795-2797,2806页

作者：刘丽萍黄萌安新升天津大学电气与自动化工程学院天津300072

将环境能量收集模块引入无线传感器网络,可以有效改善网络的使用寿命,但是能量的随时补充也给原有的能量管理策略带来了巨大挑战。针对单个环境能量驱动节点在数据序列已经到达的情况下,研究了优化的数据传输策略,采用内罚函数法优化传... 详细信息

将环境能量收集模块引入无线传感器网络,可以有效改善网络的使用寿命,但是能量的随时补充也给原有的能量管理策略带来了巨大挑战。针对单个环境能量驱动节点在数据序列已经到达的情况下,研究了优化的数据传输策略,采用内罚函数法优化传输过程,使得固定时间内节点传输的数据量最大。理论分析及仿真结果表明,当各个时刻节点的传输功率比较接近时会获得最大的数据传输量;当实际节点获得最大数据传输时节点的传输功率随时间呈增大趋势。

关键词：环境能量无线传感器网络网络寿命数据传输内罚函数法能量优化

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异构蜂窝网基于博弈论的资源管理研究

异构蜂窝网基于博弈论的资源管理研究

作者：李亚玲南京邮电大学

学位级别：硕士

随着无线互联网的飞速发展,以及新兴业务和移动应用的广泛普及,移动用户对数据速率有了更高要求。无线网络必须不断提高通信能力,一个有效的方法是在宏基站覆盖的范围内引入基于蜂窝通信制式的飞蜂窝基站,提高指定地区网络覆盖率,形成... 详细信息

随着无线互联网的飞速发展,以及新兴业务和移动应用的广泛普及,移动用户对数据速率有了更高要求。无线网络必须不断提高通信能力,一个有效的方法是在宏基站覆盖的范围内引入基于蜂窝通信制式的飞蜂窝基站,提高指定地区网络覆盖率,形成两层异构蜂窝网。飞蜂窝基站（FBS）与宏基站（MBS）共享同一频段,MBS频谱资源有限,为最大化利用有限频谱资源,本文采用基于博弈论的资源分配方法。首先MBS对飞蜂窝网用户（FUEs）产生的单位干扰进行定价,FUEs需要对自己产生的干扰付费。MBS可以通过调整干扰价格获得最大收益,且满足所有FUEs总干扰不高于MBS预先设定的干扰门限Q,而FUEs在自身传输速率和购买干扰配额支出之间权衡以获得最大收益,为模拟该场景,在MBS和FUEs之间建立斯坦伯格博弈。同时所有FUEs由于互相竞争有限频谱资源存在利益冲突,可以在FUEs之间建立非协作子博弈来解决同层资源分配问题。本文调研两种飞蜂窝网模型:FBS密集分布和FBS稀疏分布,至于定价方案,可考虑统一定价和非统一定价,统一定价表示宏基站对所有飞蜂窝网用户单位干扰制定相同价格,非统一定价表示宏基站针对不同飞蜂窝网用户单位干扰制定不同价格。FBS稀疏分布时,可以找出资源最佳分配的固定形式。FBS密集分布时,不同FUE功率分配因互相影响而动态变化,本文据此提出带有自适应预期并行迭代功率更新算法,而针对MBS端干扰价格选择问题,提出内罚函数法,通过算法迭代循环获得资源分配近似最优解。最后构造具体网络环境,利用MATLAB进行仿真,验证了算法的优越性,从仿真结果可以看出算法是成熟的,并且能够大幅度地提高系统性能。

关键词：异构蜂窝网频谱共享资源分配干扰定价博弈论内罚函数法

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在气动弹性约束下结构优化设计的罚函数法

航空学报 1980年第1期 7-15页

作者：王先信中国气动力研究与发展中心

本文运用内罚函数法,使一个在颤振、强度和最小尺度等约束条件下的翼面结构重量取极小值。文中比较了最速下降法、DFP变尺度法和BFGS变尺度法这三种无约束最优化算法;采用了以二次多项式逼近约束函数的二次插值法来进行一维搜索;给出了... 详细信息

本文运用内罚函数法,使一个在颤振、强度和最小尺度等约束条件下的翼面结构重量取极小值。文中比较了最速下降法、DFP变尺度法和BFGS变尺度法这三种无约束最优化算法;采用了以二次多项式逼近约束函数的二次插值法来进行一维搜索;给出了内罚函数法中所用到的各个收敛准则;指出并讨论了减少计算机运算时间的一些途径。计算结果表明,对于带有气动弹性约束的较复杂的结构优化设计,罚函数法是一个有效的方法。

关键词：内罚函数法变尺度法 DFP 无约束优化 BFGS 一维搜索线性搜索无约束最优化约束函数气动弹性空气动力弹性颤振结构振动最速下降法鞍点法结构重量结构优化设计

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密集飞蜂窝网中基于博弈论的最佳功率分配法

计算机技术与发展 2016年第10期26卷 169-172,176页

作者：李亚玲南京邮电大学通信与信息工程学院江苏南京210003

研究了异构蜂窝网在同频组网方式下飞蜂窝网用户(FUEs)上行传输功率分配方案。为了保证宏蜂窝的服务质量,控制所有FUEs对宏基站(MBS)的总干扰不超过预先设定的干扰门限Q。将MBS的资源分配问题建立为一个博弈问题,采用干扰智能定价机制,... 详细信息

研究了异构蜂窝网在同频组网方式下飞蜂窝网用户(FUEs)上行传输功率分配方案。为了保证宏蜂窝的服务质量,控制所有FUEs对宏基站(MBS)的总干扰不超过预先设定的干扰门限Q。将MBS的资源分配问题建立为一个博弈问题,采用干扰智能定价机制,并提出内罚函数法通过迭代算法求最佳干扰价格。在飞蜂窝网用户功率控制问题上,采用一种更加实际的场景,即FUE不知道其他FUE发送功率信息,并提出并行迭代功率控制算法。该算法可以保证收敛于纳什均衡点(NE),即各个FUEs可以获得最佳功率分配。通过仿真可看到,并行迭代功率分配算法会收敛于最佳发送功率,内罚函数法也会收敛于最佳干扰价格。该方案可有效控制MBS频谱资源分配以及FUEs对MBS的干扰,从而确保宏蜂窝网用户的传输性能。

关键词：飞蜂窝智能定价功率分配博弈论内罚函数法纳什均衡点

基于遗传算法解决附有不等式约束的最小二乘平差问题的研究

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工程勘察 2006年第3期34卷 61-64页

作者：朱建军欧阳文森文小岳中南大学信息物理工程学院长沙410083

测量数据处理中经常有些先验信息可以利用,这些先验信息可以总结成等式或不等式。附等式约束的平差理论目前已经十分成熟,因而如果是等式约束,则可用附等式约束的间接平差方法来处理。但如果是不等式约束,则计算相对困难。Holland等人... 详细信息

测量数据处理中经常有些先验信息可以利用,这些先验信息可以总结成等式或不等式。附等式约束的平差理论目前已经十分成熟,因而如果是等式约束,则可用附等式约束的间接平差方法来处理。但如果是不等式约束,则计算相对困难。Holland等人提出的遗传算法在最优化计算中取得了非常好的效果,本文尝试将遗传算法引入附不等式约束的平差计算中。本文首先介绍了附不等式约束的最小二乘平差模型,分析了基于遗传算法解决该问题的理论依据,进而通过用内罚函法将不等式约束平差转化为无约束平差,以方便运用遗传算法,最终调用Matlab遗传工具箱来求解平差结果。通过实例分析,该算法同其它常用的算法进行比较,证明该方法具有快速的收敛性,求解结果良好。

关键词：内罚函数法不等式约束遗传工具箱