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基于EVMD和布谷鸟算法的短期风功率区间预测

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太阳能学报 2022年第8期43卷 292-299页

作者：张亚刚赵云鹏王思祺新能源电力系统国家重点实验室(华北电力大学) 北京102206

为提高短期风功率预测精度和预测的可控性,提出一种基于能量差优化变分模态分解和布谷鸟优化组合神经网络的短期风功率预测模型。采用能量差优化变分模态分解(EVMD)的模态数,将EVMD用于短期风功率分解,基于EVMD分解序列的不同模态特点,... 详细信息

为提高短期风功率预测精度和预测的可控性,提出一种基于能量差优化变分模态分解和布谷鸟优化组合神经网络的短期风功率预测模型。采用能量差优化变分模态分解(EVMD)的模态数,将EVMD用于短期风功率分解,基于EVMD分解序列的不同模态特点,对非线性序列采用布谷鸟优化反向传播神经网络(CS-BPNN),对平稳序列采用自回归滑动平均模型(ARMA),并重构加权得到点预测值,并基于EVMD分解所丢失的序列信息构建核密度估计,在点预测模型的基础上,进行风功率的区间预测。将所提预测方法用于澳大利亚风电场的实际算例,实验结果表明,该方法可提高短期风功率预测的准确性。

关键词：风功率预测信号处理 EVMD 神经网络布谷鸟算法

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布谷鸟算法在柔性车间调度问题上的应用

布谷鸟算法在柔性车间调度问题上的应用

作者：罗浩嘉西华师范大学

学位级别：硕士

调度问题作为一个典型组合优化问题,其求解的实质就是制定合理的调度方案对生产资源进行安排与配置,得到最优的调度结果。最开始学者们关于调度问题的研究都是基于理想情况下展开的,并且问题规模也很小。但是在现代制造业中,大批量的加... 详细信息

调度问题作为一个典型组合优化问题,其求解的实质就是制定合理的调度方案对生产资源进行安排与配置,得到最优的调度结果。最开始学者们关于调度问题的研究都是基于理想情况下展开的,并且问题规模也很小。但是在现代制造业中,大批量的加工已经成为了常态,因此学者们通过不断在理想情况下的车间调度问题上加上各种现实存在的资源约束与生产指标,使得车间调度问题更加贴合实际,如柔性车间调度问题（FJSP）便是一种常见的车间调度。布谷鸟算法（CS）是一种新型元启发式算法,以布谷鸟在繁殖期间寄生育雏行为为原型,结合Lévy飞行策略与随机游走策略,对算法进行更新,由于CS算法具有参数少、求解精度大以及易于实现等优点,被广泛应用于各种组合优化问题中。本文对CS算法及其在柔性作业车间调度中的应用展开研究,主要内容如下:针对调度目标为最小化完工时间的柔性车间调度问题,建立相应数学模型,提出一种离散布谷鸟算法（DCS）对其进行求解。为了使算法更适合求解车间调度问题,首先对算法编码进行了调整,设计了双层编码的DCS算法,分别表示工件的加工顺序与工序加工的机器选择。然后对布谷鸟算法的Lévy飞行策略与随机游走策略进行分析,根据其原理与特点进行替换,并用于求解FJSP问题。最后通过实例计算分析,证实了改进DCS算法求解柔性车间调度问题的可行性。在柔性车间调度问题的基础上,考虑到实际工厂的加工情况,增加了工人约束,主要通过工人操控机器来加工工件。根据双资源约束的柔性车间调度问题（DRCFJSP）的实际情况,建立相应的数学模型。在编码时增加了工人信息,并且尝试了不同的离散方式,通过SPV规则将布谷鸟巢信息映射到调度问题中。在算法更新上,将种群分为3个子群,对子群的步长因子进行自适应调整,提高种群多样性,增强算法搜索能力。然后着重对算法解码进行了改进,将工人约束融入到算法解码中,并且充分利用解码时产生的空闲时间,以达到缩短算法最终完工时间的目的。最后通过Brandimarte标准测试集验证了改进DCS算法求解DRCFJSP问题的有效性与稳定性。

关键词：柔性车间调度问题布谷鸟算法多层编码双资源约束改进解码算法

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基于改进布谷鸟算法的微电网优化调度

控制工程 2023年

作者：李飞魏小城陈勇弟郭广森张建华江苏师范大学电气工程及自动化学院

为提高微电网日运行经济及环保效益，同时解决传统布谷鸟算法寻优精度差、易陷入局部最优的问题，提出了一种基于复合混沌映射的维间反向扰动学习布谷鸟算法。首先，引入统计参数映射、动态步长因子策略及指数递减惯性权重偏好游走策略... 详细信息

为提高微电网日运行经济及环保效益，同时解决传统布谷鸟算法寻优精度差、易陷入局部最优的问题，提出了一种基于复合混沌映射的维间反向扰动学习布谷鸟算法。首先，引入统计参数映射、动态步长因子策略及指数递减惯性权重偏好游走策略以提高寻优精度和收敛速度；其次，采用动态自适应发现概率来控制全局搜索和局部搜索的切换频率。将所提算法通过十个典型测试函数进行仿真，结果表明改进的布谷鸟算法相比灰狼等元启发式算法具有更好的寻优精度、求解稳定性、收敛速度；最后，再将改进的布谷鸟算法用于求解微电网并网模式下的多目标优化调度问题。仿真结果显示，改进的布谷鸟算法能有效提高微电网日运行总效益及系统运行稳定性。

关键词：微电网优化调度布谷鸟算法指数递减惯性权重反向扰动学习

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基于布谷鸟算法的光伏MPPT改进

太阳能学报 2022年第10期43卷 59-64页

作者：葛传九武鹏董祥祥金俊喆上海工程技术大学电子电气工程学院上海201620

为减小光伏阵列在存在局部阴影时光伏系统输出功率的损失,提高最大功率点追踪(MPPT)的速度和准确性,提出基于布谷鸟(CS)算法和扰动观察法(P&O)相结合的MPPT控制方法(ICS-P&O)。对CS算法中的种群进行分组,在随机游走阶段为2个种群设置不... 详细信息

为减小光伏阵列在存在局部阴影时光伏系统输出功率的损失,提高最大功率点追踪(MPPT)的速度和准确性,提出基于布谷鸟(CS)算法和扰动观察法(P&O)相结合的MPPT控制方法(ICS-P&O)。对CS算法中的种群进行分组,在随机游走阶段为2个种群设置不同的更新策略,在偏好游走阶段加入信息共享策略来辅助更新,从而加快算法的收敛,提升收敛精度,而后利用小步长P&O算法进一步提高后期的收敛精度。仿真结果表明,所提算法在不同的外界环境下追踪速度和追踪精度均得到有效提升。

关键词：最大功率点追踪光伏系统扰动观察法布谷鸟算法局部阴影

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基于布谷鸟算法的储层物性参数同步反演

石油地球物理勘探 2022年第3期57卷 638-646,I0005,I0006页

作者：刘仕友段治川周凡汪锐中海石油(中国)有限公司海南分公司海南海口570000 中国石油大学(华东)地球科学与技术学院山东青岛266580

物性反演是储层预测与评价的重要手段,可直观描述储集层所蕴含的信息。由于地球物理反演的非线性特征,以局部寻优方法开展的储层物性参数反演方法难以降低不适定性,结果存在多解性。为此,提出一种基于布谷鸟算法的储层物性参数同步反演... 详细信息

物性反演是储层预测与评价的重要手段,可直观描述储集层所蕴含的信息。由于地球物理反演的非线性特征,以局部寻优方法开展的储层物性参数反演方法难以降低不适定性,结果存在多解性。为此,提出一种基于布谷鸟算法的储层物性参数同步反演方法。以弹性阻抗与储层物性参数关系为基础,构建储层物性反演目标函数,引入布谷鸟算法寻找目标函数最优解。布谷鸟算法作为一种新型元启发式算法,其包含的Levy飞行机制能有效解决常规方法陷入局部极值的问题,可实现更高精度的储层物性参数预测。理论模型和实际数据测试均表明,该方法能够有效反演物性参数,可为储层描述提供数据支持。

关键词：布谷鸟算法全局寻优弹性阻抗储层物性参数同步反演

基于布谷鸟算法的双向直流电子变压器谐振参数优化

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太阳能学报 2021年第11期42卷 485-494页

作者：江友华帅禄玮吴琦娜曹以龙上海电力大学电子与信息工程学院上海200090 国网上海市电力公司市南供电公司上海200233

目前通常使用基波分析法(FHA)结合试验迭代法对谐振参数进行设计。针对FHA法不够直观等问题,通过分析和研究不同谐振点区域内直流增益、直流输入阻抗、谐振变换器损耗与损耗率等谐振网络参数等与谐振变换器谐振频率特性的关系,进而得到... 详细信息

目前通常使用基波分析法(FHA)结合试验迭代法对谐振参数进行设计。针对FHA法不够直观等问题,通过分析和研究不同谐振点区域内直流增益、直流输入阻抗、谐振变换器损耗与损耗率等谐振网络参数等与谐振变换器谐振频率特性的关系,进而得到变换器性能影响因数。针对试验法优化效果有限,利用布谷鸟搜索算法进行优化。该算法具有莱维(Lévy)飞行和巢寄生行为,可对存在不可导点的目标函数进行优化,具有更强的全局搜索能力,可避免陷入局部最优,且求解精度高。最后,搭建一台实验样机,通过实验验证了在宽输入电压下,可稳定输出电压;在全负载范围下,该优化设计方法优于FHA法。

关键词：直流变压器零电压开关智能计算谐振点分区布谷鸟算法

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布谷鸟算法求解组装车间仓储调度优化问题

电子测量与仪器学报 2016年第10期30卷 1506-1511页

作者：杨文强郭昊李勇峰河南科技学院机电学院新乡453003

为提高产品组装效率,对影响产品组装效率的因素进行了分析,将仓储作业与组装作业作为组装任务,以其完工时间总和最小为目标,建立了组装车间仓储调度模型,并提出一种改进的布谷鸟算法对其进行求解。该算法通过自适应调整发现概率,避免了... 详细信息

为提高产品组装效率,对影响产品组装效率的因素进行了分析,将仓储作业与组装作业作为组装任务,以其完工时间总和最小为目标,建立了组装车间仓储调度模型,并提出一种改进的布谷鸟算法对其进行求解。该算法通过自适应调整发现概率,避免了在搜索过程中陷入局部最优,通过动态调整步长,提高了收敛速度。为验证该算法的性能,结合工业现场实例与原始布谷鸟算法及遗传算法进行了仿真对比,结果表明本文提出的算法在收敛精度及收敛速度上都取得了较好的效果。

关键词：组装车间仓储调度布谷鸟算法发现概率自适应动态步长

基于斯奈尔定律及布谷鸟算法的层状岩体微震定位研究

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岩石力学与工程学报 2021年第7期40卷 1383-1391页

作者：张晓平朱航凯刘泉声吴坚武汉大学土木建筑工程学院湖北武汉430072

微震事件的精确定位对岩爆监测预警至关重要,虽然传统分段波速模型的定位误差比单一波速模型有大幅降低,但是定位误差依然很大(本算例为28.51 m)。因此,提出一种基于斯奈尔定律及布谷鸟算法的微震定位方法来提高层状岩体中的定位精度。... 详细信息

微震事件的精确定位对岩爆监测预警至关重要,虽然传统分段波速模型的定位误差比单一波速模型有大幅降低,但是定位误差依然很大(本算例为28.51 m)。因此,提出一种基于斯奈尔定律及布谷鸟算法的微震定位方法来提高层状岩体中的定位精度。研究结果表明,布谷鸟算法采用莱维飞行的搜索策略可以实现长步长与短步长相结合进行空间最优解的搜索,在震源反演过程中通过模拟布谷鸟的专性繁殖寄生行为表现出很好的鲁棒性,能实现微震事件的可靠定位。同时结合斯奈尔定律可以有效克服两点间弹性波传播路径被简化成直线所引起的误差,定位误差比传统分段波速模型有显著降低(本算例可降低至0.12 m)。

关键词：岩石力学微震事件定位斯奈尔定律莱维飞行布谷鸟算法

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基于改进布谷鸟算法的城镇环状给水管网优化

给水排水 2022年第3期48卷 139-146页

作者：程浩淼汤贯龙汪靓陈玉茹程吉林扬州大学环境科学与工程学院扬州225127 扬州大学水利科学与工程学院扬州225127

城镇环状给水管网的优化设计对于降低整体工程造价起到重要作用。以管网投资总费用最小为目标,以各管段管径为决策变量,构建了环状管网的离散非线性优化模型。针对环状管网优化模型中等式约束多、决策变量离散化、极易陷入局部最优等问... 详细信息

城镇环状给水管网的优化设计对于降低整体工程造价起到重要作用。以管网投资总费用最小为目标,以各管段管径为决策变量,构建了环状管网的离散非线性优化模型。针对环状管网优化模型中等式约束多、决策变量离散化、极易陷入局部最优等问题,提出了一种耦合水力模拟引擎的布谷鸟算法(CS-EPANET)。此外,通过螺旋更新机制,进一步平衡了该算法的全局和局部寻优能力;并通过对该算法参数的动态改进,提升了算法迭代后期的搜索速率和精度。通过Two-loop、Hanoi算例和多环供水管网实例计算,验证了该算法的可行性和有效性。

关键词：布谷鸟算法环状给水管网优化设计螺旋更新动态改进 EPANET