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基于PVDF仿生侧线传感器的偶极子源参数估计

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传感器与微系统 2024年第7期43卷 59-62页

作者：王艺锦陈玮中国海洋大学信息科学与工程学部电子工程学院山东青岛266404 青岛开放大学培训部山东青岛266041

基于生物学原理,采用性能较好的聚偏二氟乙烯(PVDF)压电材料设计并制作仿生侧线传感器。为了对水下偶极子源的振动幅度和空间位置进行估计,采用6个间距为2cm的PVDF仿生侧线传感器组成长为10cm的感知阵列,建立相应的实验平台。通过解析... 详细信息

基于生物学原理,采用性能较好的聚偏二氟乙烯(PVDF)压电材料设计并制作仿生侧线传感器。为了对水下偶极子源的振动幅度和空间位置进行估计,采用6个间距为2cm的PVDF仿生侧线传感器组成长为10cm的感知阵列,建立相应的实验平台。通过解析从各只传感器采集到的电压数据得到各处的实际流速,利用改进型粒子群优化算法进行多次迭代搜索最为匹配的偶极子源相关信息。实验结果表明:在一定范围内,通过此方法可对偶极子源各参数进行估计,且误差较小,结果稳定性强。

关键词：聚偏二氟乙烯改进型粒子群优化算法估计

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高质量多晶硅铸锭炉及其控制系统研究

高质量多晶硅铸锭炉及其控制系统研究

作者：魏良亭江苏大学

学位级别：硕士

国家“十四五”规划以及2035远景目标中,明确提出要积极发展光伏等新能源产业,多晶硅铸锭炉作为光伏产业中关键生产设备承担着重要作用。传统多晶硅铸锭炉采用两区加热结构,其加热效率以及多晶硅锭产品质量受到一定限制,且控制系统效率... 详细信息

国家“十四五”规划以及2035远景目标中,明确提出要积极发展光伏等新能源产业,多晶硅铸锭炉作为光伏产业中关键生产设备承担着重要作用。传统多晶硅铸锭炉采用两区加热结构,其加热效率以及多晶硅锭产品质量受到一定限制,且控制系统效率、精度和可靠性存在不足。为了解决上述问题,本文设计了一种三区六面加热结构,并在铸锭炉石墨平台底部设计了一种热门传动散热装置来提高熔化阶段的加热效率和长晶阶段的散热效率。基于三区六面独立加热结构,优化了控制系统算法,并完成软硬件设计和试验测试。论文主要工作如下:1、阐述了多晶硅铸锭炉的研究背景和意义,概述了多晶硅铸锭炉炉体结构、控制系统及其原理、国内外的发展情况。从热场结构、热场数学模型和系统控制算法三个方面分析了多晶硅铸锭炉及其控制系统的研究现状和发展趋势。2、通过分析热场的传热过程、性能和能耗,并结合生产工艺及要求,设计了一种三区六面加热结构,并在石墨平台底部增加热门传动装置。利用ANSYS有限元分析软件,分别对三区和两区加热结构进行热场仿真对比分析,验证优化结构的可行性。3、建立了温度、气体流量控制数学模型,并设计了一种模糊控制器来解决气体流量控制对象非线性、大滞后等问题。针对温度控制系统,为了能够在生产过程中自动调整控制参数,设计了一种模糊PID控制器,并利用粒子群算法自动寻优模糊PID温度控制中的量化因子与比例因子,以此来提高控制效率。为解决粒子群算法搜索精度不足问题,继而设计了一种非线性递减惯性权重优化基本粒子群算法来解决上述搜索精度问题,最后利用MATLAB仿真验证控制系统的控制效果。4、完成基于Opto22可编程工业控制器的控制系统的软硬件设计和实验,并通过设计联锁与协调策略、网络冗余通讯结构来提高控制系统可靠性。最后进行加料试验,分析得出基于优化的三区加热结构,气体流量模糊控制、改进型粒子群算法优化模糊PID控制效果更佳,产品质量得到进一步提高。

关键词：多晶硅铸锭炉三区六面加热结构模糊控制改进型粒子群优化算法

全空间条件下矿井瞬变电磁法粒子群优化反演研究

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地球物理学报 2014年第10期57卷 3478-3484页

作者：程久龙李明星肖艳丽孙晓云陈丁中国矿业大学(北京)煤炭资源与安全开采国家重点实验室北京100083 中煤科工集团西安研究院有限公司西安710077 中国航天科技集团航天天绘科技有限公司西安分公司西安710000

煤矿井下矿井瞬变电磁法(MTEM)探测中,电磁场呈全空间分布,全空间瞬变电磁反演是复杂的非线性问题,目前反演计算中全空间响应主要由半空间响应乘以全空间响应系数来得到,导致反演结果中顶板和底板异常(或前方和后方异常)叠加在一起难以... 详细信息

煤矿井下矿井瞬变电磁法(MTEM)探测中,电磁场呈全空间分布,全空间瞬变电磁反演是复杂的非线性问题,目前反演计算中全空间响应主要由半空间响应乘以全空间响应系数来得到,导致反演结果中顶板和底板异常(或前方和后方异常)叠加在一起难以分离,造成分辨率下降.论文提出采用粒子群优化算法(PSO)进行全空间MTEM反演,通过理论分析,在常规的粒子群算法基础上提出了一种新的进化公式改进策略,提高了粒子群算法的寻优能力.基于全空间瞬变电磁场理论,编写了粒子群算法反演程序,进行全空间条件下五层含巷道的复杂模型的反演计算.结合某矿井巷道顶板、底板岩层及断层含水性的探测实例,对实测数据进行反演计算和解释,探测结果得到钻探证实.研究表明,改进的粒子群优化算法对理论模型和实际资料的反演拟合程度较高,实现了矿井顶板、底板视电阻率异常的分离,提高了全空间瞬变电磁勘探资料的解释精度和分辨率.

关键词：矿井瞬变电磁法全空间改进型粒子群优化算法非线性反演

工频电磁环境条件约束下的超/特高压输电线路结构布局寻优方法

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中国电机工程学报 2015年第9期35卷 2333-2341页

作者：肖冬萍姜克儒张占龙汪金刚输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室(重庆大学) 重庆市沙坪坝区400044

为使新建输电线路下方的工频电磁环境最优或者满足预设要求,促进"绿色和谐"超/特高压电网的发展,提出了一种基于改进型粒子群算法的线路结构设计优化策略。该优化策略中有4个关键点需要特别指出。其一,利用线路下方某区域中的工频电场... 详细信息

为使新建输电线路下方的工频电磁环境最优或者满足预设要求,促进"绿色和谐"超/特高压电网的发展,提出了一种基于改进型粒子群算法的线路结构设计优化策略。该优化策略中有4个关键点需要特别指出。其一,利用线路下方某区域中的工频电场强度和磁感应强度、以及其它相关影响因素构建适应度函数。其二,根据线路绝缘要求设置相导线空间位置的约束条件。其三,根据电磁环保要求设置终止条件。其四,采用自适应调整惯性权重技术改善粒子群算法的性能。通过迭代搜寻适应度函数全局最优解从而确定传输线的最优结构位置。对500 k V紧凑型线路、1 000 k V特高压线路交叉跨越500 k V线路两个算例进行了仿真分析,验证了该方法的有效性。研究结果表明所提出的方法适用于各种高压输电线路结构,具有全局搜索能力强、收敛速度快、精度高等优点。

关键词：超/特高压输电线路结构布局工频电磁环境绝缘要求改进型粒子群优化算法

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考虑源荷不确定性的分布式电源选址定容

电力系统及其自动化学报 2021年第2期33卷 59-65页

作者：曹振其彭敏放沈美娥湖南大学电气与信息工程学院长沙410082 北京信息科技大学计算机学院北京100101

大规模的分布式电源入网给配电网的规划带来诸多不确定性因素。为使配网规划结果更加合理,考虑待规划地区的风速、光照强度和负荷的不确定性,构建了以年综合费用最少为目标函数的分布式电源选址定容规划模型。首先,对风、光和负荷进行... 详细信息

大规模的分布式电源入网给配电网的规划带来诸多不确定性因素。为使配网规划结果更加合理,考虑待规划地区的风速、光照强度和负荷的不确定性,构建了以年综合费用最少为目标函数的分布式电源选址定容规划模型。首先,对风、光和负荷进行了概率建模;其次,采用拉丁超立方采样方法生成初始场景,并采用改进的同步回代缩减法对场景进行削减;最后,鉴于粒子群算法具有收敛速度慢和容易早熟的缺点,将自适应惯性权重和混沌优化算法融入粒子群算法中,进而提出了一种改进型粒子群算法,并且在IEEE 33节点的标准算例系统上进行了仿真,结果表明所建模型和所提算法的合理性与有效性。

关键词：配电网分布式电源选址定容不确定性改进型粒子群优化算法

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偏振模色散补偿的搜索和跟踪算法研究

偏振模色散补偿的搜索和跟踪算法研究

作者：张荣国北京邮电大学

学位级别：硕士

近几年来,为了满足人们对通信容量的需求,光纤通信的传输速率正在不断提升。在低速光纤通信中不明显的偏振模色散(PMD)已经成为制约高速光纤通信质量的重要因素,因此需要在光纤通信系统中加入偏振模色散自适应补偿器。偏振模色散补偿器... 详细信息

近几年来,为了满足人们对通信容量的需求,光纤通信的传输速率正在不断提升。在低速光纤通信中不明显的偏振模色散(PMD)已经成为制约高速光纤通信质量的重要因素,因此需要在光纤通信系统中加入偏振模色散自适应补偿器。偏振模色散补偿器中最关键的技术是补偿控制算法。在众多的PMD补偿算法中,粒子群优化(PSO)算法虽然表现出色,但是在收敛速度以及成功率方面还不能尽如人意。所以PSO算法还是有待改进。本论文研究了项目组提出的与抖动结合的粒子群优化算法(DPSO)和与梯度结合的粒子群优化算法(GTPSO)以及十字跟踪算法(CT)。前两种算法是PSO的改进算法,他们将原始的全局粒子群优化算法(GPSO)加以改进,使得算法更易收敛而且不易陷入局部极值,而CT算法则是一种全新的算法。本课题的主要任务就是编写这几种算法的代码,并对其进行仿真和实验测试,看看哪种算法更适合作为PMD补偿的搜索和跟踪算法。本论文的工作总结如下：编写了DPSO算法的代码,利用函数仿真测试了它的搜索性能。测试表明：相对于GPSO算法,这种算法的收敛速度更快,而且不易陷入局部极值。编写了GTPSO算法的代码,利用函数仿真测试了它的搜索性能。测试表明：这种算法收敛速度也比GPSO算法要快,同样也不易陷入局部极值。利用DOP地图仿真测试了DPSO算法的搜索性能。测试表明：相对于GPSO算法,这种算法的收敛速度更快,而且不易陷入局部极值。利用DOP地图仿真测试了GTPSO算法的搜索性能。测试表明：这种算法收敛速度较GPSO算法要慢,同样也不易陷入局部极值。利用不同的码型优化了GPSO搜索算法,DPSO搜索算法和GTPSO搜索算法的参数,并且比较了它们的搜索性能。比较结果表明：作为搜索算法时,相对于GPSO搜索算法,DPSO搜索算法的收敛速度更快,而且不易陷入局部极值;而GTPSO搜索算法的收敛速度不如GPSO搜索算法,但同样不易陷入局部极值。利用不同的码型优化了GPSO跟踪算法的参数。将GPSO跟踪算法在优化参数以后用于跟踪实验,并且将其跟踪图像画出来,发现跟踪效果非常好。利用CSRZ-DQPSK码型比较了GPSO跟踪算法,DPSO跟踪算法和CT跟踪算法的性能。测试表明：作为跟踪算法时,CT跟踪算法能使系统链路中的硬件动作最少,补偿效果最好。

关键词：改进型粒子群优化算法十字跟踪算法偏振模色散补偿光纤通信

PMD自适应补偿系统控制模块中新算法的研究与应用

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PMD自适应补偿系统控制模块中新算法的研究与应用

作者：张妍北京邮电大学

学位级别：硕士

近几年来,为了满足人们对通信容量的需求,光纤通信的传输速率正在不断提升。在低速光纤通信中不明显的偏振模色散(PMD)已经成为制约高速光纤通信质量的重要因素,需要对偏振模色散进行补偿,其中补偿控制算法是偏振模色散自适应补偿的关... 详细信息

近几年来,为了满足人们对通信容量的需求,光纤通信的传输速率正在不断提升。在低速光纤通信中不明显的偏振模色散(PMD)已经成为制约高速光纤通信质量的重要因素,需要对偏振模色散进行补偿,其中补偿控制算法是偏振模色散自适应补偿的关键。在众多的PMD补偿算法中,粒子群优化(PSO)算法虽然表现出色,但是对于抗噪声方面还不能尽如人意。所以PSO算法还是有待改进。粒子群优化算法是一种直接搜索算法,被广泛的应用于各类优化问题当中。在实验室所搭建的PMD自适应补偿系统的控制模块中一直都使用粒子群优化算法对偏振模色散进行补偿,但随着试验要求的提高,粒子群优化算法收敛慢和容易陷入局部极值的缺陷越来越明显,此时,改进的优化算法成为了研究点。本论文主要研究了全面学习粒子群优化算法(CLPSO)和基于历史的自适应全面学习粒子群优化算法(AH-CLPSO)在PMD自适应补偿系统中的应用,编写这两种改进优化算法的代码,并对其进行测试,看看是否适用于PMD补偿的反馈控制,最后选出性能较好的算法运用于PMD自适应补偿系统控制模块中。这两种优化算法将原始的PSO算法速度迭代公式加以改进,使得算法更易收敛而且不易陷入局部极值。本论文的工作总结如下:(?)编写了CLPSO的代码,测试了它的性能。测试表明:这种算法收敛速度很快,而且不会陷入局部极值。只是运行速度较PSO要慢。(?)编写了AH-CLPSO的代码,测试了它的性能。测试表明:这种算法收敛速度较CLPSO要慢,同样也不会陷入局部极值。由于结构复杂,运行速度比CLPSO慢。(?)将两种算法用于搜索实验所得的偏振度(DOP)“地图”,进行试验,试验结论表明:CLPSO表现较好,他的搜索速度较快,不会陷入局部极值,更易搜到最优值,而且程序运行速度比AH-CLPSO要快一些。

关键词：改进型粒子群优化算法粒子群优化算法偏振模色散补偿

混合有源电力滤波器中无源滤波器多目标优化设计

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湖南工业大学学报 2012年第1期26卷 45-49页

作者：李永安李圣清罗晓东曾黎琳何政平湖南工业大学电气与信息工程学院湖南株洲412008

对粒子群优化算法进行改进,引入异步时变加速系数和线性时变权重系数,提出一种改进型粒子群优化算法。将无源滤波器的滤波效果、无功补偿容量及初期投资作为优化目标,利用改进型粒子群优化算法对混合有源电力滤波器中无源滤波器参数进... 详细信息

对粒子群优化算法进行改进,引入异步时变加速系数和线性时变权重系数,提出一种改进型粒子群优化算法。将无源滤波器的滤波效果、无功补偿容量及初期投资作为优化目标,利用改进型粒子群优化算法对混合有源电力滤波器中无源滤波器参数进行优化设计。仿真验证了理论分析和设计的正确性,相关设计方法可为其它类型的混合有源滤波器中无源滤波器的优化设计提供参考。

关键词：优化设计无源滤波器改进型粒子群优化算法