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基于改进PSO的模糊PID高枝修剪机械臂末端抑振算法与试验

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农业工程学报 2017年第10期33卷 49-58页

作者：李扬侯加林苑进赵新学刘雪美张丽山东农业大学机械与电子工程学院泰安271018 山东省园艺机械与装备重点实验室泰安271018 山东科技大学资源与土木工程系泰安271019

针对设计的高枝修剪机械臂定位过程易产生振动,难以快速、准确地将待修树枝对入锯切口的问题,分析大臂展、高负载自重比臂架系统的柔性特征,在此基础上研究末端修枝锯的抑振控制方法,实现末端修枝锯的快速精准定位。首先介绍了高枝修剪... 详细信息

针对设计的高枝修剪机械臂定位过程易产生振动,难以快速、准确地将待修树枝对入锯切口的问题,分析大臂展、高负载自重比臂架系统的柔性特征,在此基础上研究末端修枝锯的抑振控制方法,实现末端修枝锯的快速精准定位。首先介绍了高枝修剪机械臂结构和工作原理,分析了臂架系统的柔性特征对末端修枝锯定位产生的影响;其次通过结构关系推导和有限元方法建立了机械臂的数学模型并进行动力学分析,并设计基于改进粒子群离线优化的模糊PID控制方法,实现了对末端修枝锯的主动抑振控制;最后分别在Simulink环境中和样机系统上进行了数值仿真和试验验证。综合仿真和试验结果表明:该文设计的控制方法可以实现末端修枝锯的主动抑振,定位过程中修枝锯能够在短时间内进入稳态,超调量不足开环状态下的50%,震荡调整时间小于1 s,经1 s后振幅衰减至峰值的5%以下,从而达到了较好的末端抑振效果,改善了修枝锯的定位性能,提高了高枝修剪机械臂的作业效率。相关研究可为其他具有一定相似柔性特征的机械提供末端抑振和精准定位的控制经验参考。

关键词：机械臂林业振动控制振动抑制柔性特征改进粒子群模糊PID

基于粒子群优化OTSU的肺组织分割算法研究

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基于粒子群优化OTSU的肺组织分割算法研究

作者：孟亚州宁夏大学

学位级别：硕士

肺部疾病是一类易传染、严重危害公众健康的疾病。近年来,受空气污染的影响,肺部疾病患者人数急剧上升。如何提高肺部疾病计算机辅助诊断能力,对提高肺部疾病的诊断准确率、肺部疾病患者能够尽早治疗有着深远的意义。而肺组织图像分割... 详细信息

肺部疾病是一类易传染、严重危害公众健康的疾病。近年来,受空气污染的影响,肺部疾病患者人数急剧上升。如何提高肺部疾病计算机辅助诊断能力,对提高肺部疾病的诊断准确率、肺部疾病患者能够尽早治疗有着深远的意义。而肺组织图像分割则是肺部疾病计算机辅助诊断中关键技术之一。传统肺组织图像分割算法用时长,为减少肺组织分割算法的运算时间,本文对基于粒子群优化OTSU的肺组织分割算法进行了研究。首先,研究了基于CT图像的肺组织图像分割算法。在了解CT图像的成像原理、成像特点的基础上,通过研究分析各常用肺组织图像分割算法的优缺点,选择二维OTSU阈值分割算法对肺组织图像进行分割,考虑到肺组织图像分割的实时性要求,选用粒子群算法对二维OTSU阈值分割算法进行优化。其次,研究了基于改进粒子群优化的二维OTSU阈值分割算法。针对传统粒子群优化的二维OTSU算法中二维直方图计算量大、粒子搜索容易陷入局部最优解的缺陷,采用基于灰度级-梯度的二维直方图减少二维直方图的计算量并减小粒子的搜索范围,采用基于粒子空间对称分布的改进粒子群算法获取最佳阈值。最后,研究了基于改进粒子群优化二维OTSU的肺组织图像分割算法。利用孔洞填充算法去除背景,选择基于粒子群优化的OTSU阈值分割算法对CT图像进行肺组织图像分割,基于形态学操作去除噪声、修补病变区域产生的孔洞;通过计算连通区域面积,选取面积较大的两个连通区域作为肺组织区域,并分离出左右肺以及去除气管;利用形态学闭操作修补病变区域造成的孔洞。本文能够快速自动分割出肺组织图像,有效地去除气管,实现左右肺的分离,并能修补病变区域图像。

关键词：二维OTSU 改进粒子群孔洞填充形态学操作肺组织图像自动分割

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基于粒子群BP神经网络的短期电力负荷预测

基于粒子群BP神经网络的短期电力负荷预测

作者：杨应高苏州大学

学位级别：硕士

电力负荷预测是电力部门的重要工作之一,提高电力负荷预测的精度有利于计划用电、合理安排电网运行方式和检修维护计划,有利于制定科学、合理的电网建设规划,有利于提高电力系统运行的经济效益与社会效益。在电力系统日益发展的客观形势... 详细信息

电力负荷预测是电力部门的重要工作之一,提高电力负荷预测的精度有利于计划用电、合理安排电网运行方式和检修维护计划,有利于制定科学、合理的电网建设规划,有利于提高电力系统运行的经济效益与社会效益。在电力系统日益发展的客观形势下,传统的电力负荷预测方法已经难以满足对电力负荷预测精度越来越高的要求。本文首先对电力负荷预测进行了概述,介绍了其基本的原理和特征,并对影响电力负荷预测精度的因素进行了分析,流程化介绍了电力预测的步骤以及误差评价指标。其次介绍了粒子群优化算法,并针对粒子群优化算法收敛速度、精度以及易陷入局部极小值等问题进行改进;综合考虑天气、日期以及温度等因素,建立了BP神经网络电力短期负荷的预测模型。在此基础上,建立基于改进粒子群优化算法的BP神经网络电力负荷预测模型,通过对某地区的历史负荷数据进行仿真实验,结果表明该方法可以加快网络的学习速度、提高负荷预测的精度,对于电力系统的短期负荷具有良好的预测性能。

关键词：电力系统短期电力负荷预测 BP神经网络改进粒子群

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潜水非稳定流纽曼模型智能优化配线

海河水利 2023年第5期 60-65页

作者：何立新李滨键龙岩张峥河北工程大学水利水电学院河北邯郸056038 河北工程大学河北省智慧水利重点实验室河北邯郸056038

潜水含水层的博尔顿和纽曼模型配线标准曲线均为曲线族,人工配线误差较大,使得该方法的应用受到限制。提出了基于随机权重粒子群(RandWPSO)的智能优化配线法,针对潜水纽曼模型,采用复化辛普森公式获得纽曼井函数的数值解,并建立实测曲... 详细信息

潜水含水层的博尔顿和纽曼模型配线标准曲线均为曲线族,人工配线误差较大,使得该方法的应用受到限制。提出了基于随机权重粒子群(RandWPSO)的智能优化配线法,针对潜水纽曼模型,采用复化辛普森公式获得纽曼井函数的数值解,并建立实测曲线与标准曲线离差平方和最小的目标函数。结果显示,智能优化配线计算结果精度明显高于人工配线计算结果,该研究为地下水复杂曲线族配线提供了一种有效方法。

关键词：潜水含水层纽曼模型配线法改进粒子群

基于特征选择的IPSO-GRU脱硫系统出口SO_(2)浓度预测模型

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网络安全与数据治理 2023年第2期42卷 62-69页

作者：杨兆祥金秀章华北电力大学控制与计算机工程学院河北保定071003

针对燃煤电厂在吹扫等过程中脱硫系统出口SO_(2)浓度的不能及时检测的问题,提出了一种基于特征选择的改进粒子群优化算法优化门控循环单元神经网络(IPSO-GRU)的脱硫系统出口SO_(2)浓度预测模型。通过最大相关最小冗余(minimum Redundanc... 详细信息

针对燃煤电厂在吹扫等过程中脱硫系统出口SO_(2)浓度的不能及时检测的问题,提出了一种基于特征选择的改进粒子群优化算法优化门控循环单元神经网络(IPSO-GRU)的脱硫系统出口SO_(2)浓度预测模型。通过最大相关最小冗余(minimum Redundancy and Maximum Relevance,mRMR)算法对采集的目标数据进行预处理,挑选出合适的变量,随后将选定的变量作为IPSO-GRU预测模型的输入。针对门控循环单元(Gated Recurrent Unit,GRU)模型关键超参数难以确定的问题,使用改进粒子群(Improved Particle Swarm Optimization,IPSO)算法对模型参数进行训练,以降低GRU的训练成本。最终实现对脱硫系统出口二氧化硫浓度的预测。实验结果表明,所提模型与传统循环神经网络相比预测精度更高,在工程实际中更具应用价值。

关键词：预测模型 mRMR 改进粒子群 GRU 出口SO_(2)浓度

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光伏光热联合发电基地并网优化调度模型

中国电力 2019年第4期52卷 51-58页

作者：苗淼刘赛施涛郭亚森张一清李俊贤国网青海省电力公司经济技术研究院青海西宁810008 东南大学电气工程学院江苏南京210096 中国电力科学研究院有限公司江苏南京210003

太阳能能源基地建设正在从单一光伏发电向光伏光热等多种太阳能能源利用形式方向发展。借助光热电站的大容量储热装置和具备快速爬坡速率的汽轮机组,光伏光热联合发电基地的并网运行的可调度性和可控性大大提升。从光伏光热联合发电基... 详细信息

太阳能能源基地建设正在从单一光伏发电向光伏光热等多种太阳能能源利用形式方向发展。借助光热电站的大容量储热装置和具备快速爬坡速率的汽轮机组,光伏光热联合发电基地的并网运行的可调度性和可控性大大提升。从光伏光热联合发电基地的运行机理出发,建立了基于改进粒子群算法的光伏光热两阶段优化调度模型,第一阶段以削减等效负荷峰谷差、改善负荷曲线为优化目标,第二阶段以发电总成本最小为优化目标。该模型满足光伏光热电站的主要运行约束和传统机组组合安全约束,适用于光伏光热联合发电基地并网调度运行。对10机系统的仿真表明,在完全接纳太阳能发电的前提下,光伏光热发电基地在削减等效峰谷差、提高新能源消纳和降低发电总煤耗效益显著,同时对于光热电站的灵敏度分析表明,在规划建设光热电站时可根据单位峰谷差削减量以及建设成本来选择合适的装机容量和储热装置容量。

关键词：光伏光热改进粒子群峰谷差机组组合灵敏度分析

基于融合IPSO-BFA的光伏MPPT算法

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中国科技期刊数据库工业A 2023年第6期 150-153页

作者：陈智刚李梦洁北方工业大学电气与控制工程学院北京100144

针对光伏阵列面对多变环境发生局部阴影,输出P-U曲线呈现多峰值,传统最大功率点跟踪(MPPT)无法应对的问题,将改进粒子群算法(IPSO)应用于MPPT,为多峰寻优的提供积极作用,但在易陷入局部极值,在搜索精度方面存在缺点。为了解决IPSO算法... 详细信息

针对光伏阵列面对多变环境发生局部阴影,输出P-U曲线呈现多峰值,传统最大功率点跟踪(MPPT)无法应对的问题,将改进粒子群算法(IPSO)应用于MPPT,为多峰寻优的提供积极作用,但在易陷入局部极值,在搜索精度方面存在缺点。为了解决IPSO算法陷入局部极值,提出了将细菌觅食算法(BFA)与IPSO融合,跳出局部极值,提高了算法的跟踪精度。本文通过Matlab/Simulink仿真环境进行仿真验证,结果表明融合算法提高了跟踪到最大功率点的跟踪精度。

关键词：光伏阵列改进粒子群融合算法

基于IPSO-GRU的锂离子电池剩余使用寿命预测

维普期刊数据库评论

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湖南工业大学学报 2022年第4期36卷 23-30页

作者：王钋雷敏梁娇娇朱登伟汤迪虎湖南工业大学电气与信息工程学院湖南株洲412007 湖南工业大学轨道交通学院湖南株洲412007 湖南立方新能源科技有限责任公司湖南株洲412007

为了提高预测锂离子电池剩余使用寿命(RUL)的精度,提出了一种基于改进型粒子群算法(IPSO)与门控循环单元(GRU)神经网络的锂离子电池RUL预测模型。首先,通过改变PSO算法的惯性权重和学习因子的更新规则,提高其寻优能力;然后,通过IPSO算... 详细信息

为了提高预测锂离子电池剩余使用寿命(RUL)的精度,提出了一种基于改进型粒子群算法(IPSO)与门控循环单元(GRU)神经网络的锂离子电池RUL预测模型。首先,通过改变PSO算法的惯性权重和学习因子的更新规则,提高其寻优能力;然后,通过IPSO算法优化GRU神经网络的参数选择,搭建IPSO-GRU模型。最后,利用美国国家航空航天局(NASA)公开的锂离子电池实验数据进行试验,验证IPSO-GRU模型的准确性。实验结果表明,相比于直接采用单一GRU模型,所提IPSO-GRU模型降低了容量预测误差,有效提高了锂离子电池RUL预测精度。

关键词：锂离子电池剩余使用寿命改进粒子群门控循环单元

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水库调度PSO优化模型及求解方法

系统工程 2010年第1期28卷 105-112页

作者：朱记伟张洪波辛琛张莉西安理工大学陕西西安710048 长安大学陕西西安710054 陕西秦安河流研究所陕西西安710018

水库优化调度是水资源系统工程的一个典型,其实质是一个非线性的不等式约束优化问题,然而现行的求解方法中针对离散精度和复杂约束处理两个问题一直考虑不足,相关方面的研究也较少。将连续域寻优的粒子群算法引入到水资源系统工程中,建... 详细信息

水库优化调度是水资源系统工程的一个典型,其实质是一个非线性的不等式约束优化问题,然而现行的求解方法中针对离散精度和复杂约束处理两个问题一直考虑不足,相关方面的研究也较少。将连续域寻优的粒子群算法引入到水资源系统工程中,建立水库调度的PSO优化模型,避免因离散而引起的寻优瓶颈,并针对传统粒子群算法的趋同性问题和复杂约束问题,提出退火罚函数法和混沌变异因子法,使改进后的粒子群能更有效地解决水库调度问题。通过实例分析,验证该方法的可靠性,为水库调度提供了一种新的求解途径。

关键词：水库优化调度改进粒子群非线性约束优化