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考虑学习效应和能耗优化的柔性作业车间调度研究

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考虑学习效应和能耗优化的柔性作业车间调度研究

作者：耿瑗璐河南理工大学

学位级别：硕士

柔性作业车间调度问题历来备受学者关注,该方面的研究业已成熟。但车间实际生产中,始终有工人存在,学习效应因此广泛存在,考虑工人学习效应对完工时间的影响,则调度优化准确度更高;又随着国家节能减排政策的推行,企业对于日常运作中的... 详细信息

柔性作业车间调度问题历来备受学者关注,该方面的研究业已成熟。但车间实际生产中,始终有工人存在,学习效应因此广泛存在,考虑工人学习效应对完工时间的影响,则调度优化准确度更高;又随着国家节能减排政策的推行,企业对于日常运作中的能源消耗愈发重视。因此在常见的多目标柔性作业车间调度中,考虑学习效应对生产中工序加工时间的影响,并兼顾生产过程中能源消耗的优化,可使企业在实际调度问题方面更科学、更精确,以实现对目标的进一步优化。本文运用理论分析和NSGA-Ⅱ、MOPSO两种算法对多目标柔性作业车间调度问题进行了研究。首先构建了以最大完工时间和能源消耗量最小为目标函数的多目标柔性作业车间调度模型;其次设计了一种基于贪婪解码算法的NSGA-Ⅱ算法,对于基于工序和机器进行双层实数编码,解码过程插入贪婪算法,基于工件工序号,得到该道工序在当前设备中待加工序号及当前设备存在的加工间隙,在设备间隙矩阵中判断工件工序可插入的位置,进而更新开始及完工时间与机器能耗使用情况;对传统MOPSO算法中增设一个外部容器R,记录机器使用次数,记录累积代的粒子群信息,结合学习函数校正新一代粒子群信息。最后基于YT公司某涂装柔性化车间的实际生产情况,将构建的模型及改进的算法加以应用,对比分析该实际算例,验证考虑学习效应和能耗优化的柔性作业车间调度模型成立,得出学习率不同对调度结果,即最大完工时间和最小能耗的影响。选取学习率影响最明显的一组,当β=70%时得出两种算法的各3种方案,分别为最大完工时间最优、能耗总量最优以及折中方案,经算法迭代次数变化图及结果分析,得出在此模型及算例求解中,NSGA-Ⅱ性能更优,寻优更快且分布更均匀,其中NSGA-Ⅱ生成的调度方案1(时间最优方案)中完工时间最低为3754min,能耗最低为16095996J,相较于未优化的初始方案,可为该车间节省15.4%的最大完工时间和9.6%的总能耗,一定程度上提高实际调度中的准确性,帮助公司更精确地节能增效,调度员也可根据自身需求,从中选择更适用的方案。图26幅,表6个,参考文献79篇。

关键词：柔性作业车间调度 NSGA-Ⅱ MOPSO 学习效应最小能耗

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热集成精馏系统的动态优化策略研究

化工自动化及仪表 2005年第6期32卷 24-26页

作者：祝雪妹王树青工业控制技术国家重点实验室浙江大学先进控制研究所

提出基于机理模型,以最小能耗为目标的热集成精馏系统的动态优化策略。SQP和正交配置的离散化方法实现动态优化的计算,仿真结果表明该方法的有效性。

关键词：热集成精馏最小能耗动态优化

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智能封锁雷阵型问题研究

弹箭与制导学报 2006年第SA期26卷 1143-1144,1147页

作者：赵美香曲新谱焦国太中北大学机电工程学院山西太原030051

现代战争及未来战争,区域封锁雷是封锁机场的有力武器,它所针对的目标是各类工程维修车辆和扫雷机械。文中首先分析了智能雷所具备的基本特点,即可自主移动性;然后对其封锁阵型进行了研究。根据最小能耗的原则,研究了大规模封锁和局部... 详细信息

现代战争及未来战争,区域封锁雷是封锁机场的有力武器,它所针对的目标是各类工程维修车辆和扫雷机械。文中首先分析了智能雷所具备的基本特点,即可自主移动性;然后对其封锁阵型进行了研究。根据最小能耗的原则,研究了大规模封锁和局部封锁时的阵型形成算法,并进行了仿真。

关键词：区域封锁雷阵型最小能耗

服务时间累积量控制的Geo^(X)/G/1排队的稳态队长

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工程数学学报 2023年第4期40卷 605-620页

作者：刘仁彬唐应辉重庆理工大学理学院重庆400054 四川师范大学数学与软件科学学院成都610066

考虑服务台的启动由服务台闲期所有到达的服务时间累积之和(即顾客即将被服务的时间累积量)控制的离散时间批到达Geo^(X)/G/1排队服务系统。顾客成批到达系统,当顾客的被服务时间累积量超过某个非负整数D时,服务台立刻为顾客提供服务直... 详细信息

考虑服务台的启动由服务台闲期所有到达的服务时间累积之和(即顾客即将被服务的时间累积量)控制的离散时间批到达Geo^(X)/G/1排队服务系统。顾客成批到达系统,当顾客的被服务时间累积量超过某个非负整数D时,服务台立刻为顾客提供服务直到忙期结束(此策略被称为D策略)。该模型可为无线传感网络的从业者提供一些理论基础。首先,在准备工作中,讨论了忙期开始时刻的顾客数、服务时间累积量以及服务台的忙期和闲期分布;然后,通过闲、忙期到达顾客的分类和概率分析方法,研究了系统的离去时刻稳态队长和任意时刻n^(+)的稳态队长分布的概率母函数。作为特例,分析得到了离散时间Geo^(X)/G/1排队和D策略离散时间Geo/G/1排队的队长分布结果。最后,模拟分析了一类无线传感节点,并在数值上获得了节点的最低能耗。

关键词：成批到达服务时间累积量队长分布无线传感节点最小能耗

WSN中基于定向随机的幻影路由隐私保护协议

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计算机应用研究 2018年第10期35卷 3109-3112页

作者：周创胡晓辉兰州交通大学电子与信息工程学院兰州730070

针对无线传感器网络源节点位置隐私保护问题,提出了一种基于定向随机的幻影路由隐私保护协议算法。首先,采用定向随机方式确定幻影节点区域位置,并在该区域内进行幻影节点的随机选取,为了保证数据传输过程能耗最低,采用改进的最小能耗... 详细信息

针对无线传感器网络源节点位置隐私保护问题,提出了一种基于定向随机的幻影路由隐私保护协议算法。首先,采用定向随机方式确定幻影节点区域位置,并在该区域内进行幻影节点的随机选取,为了保证数据传输过程能耗最低,采用改进的最小能耗路由协议进行数据传输;然后,网络源节点根据幻影节点的位置信息将其采集的数据包发送给特定的幻影节点,随后由幻影节点将源节点的数据包转发给sink节点,从而可以更加有效地保护源节点位置隐私信息。为了验证和评估算法的效率和性能,在Tiny OS自带仿真平台TOSSIM下,对提出的算法和基于伪正态分布的幻影路由隐私保护协议进行仿真实验,仿真结果表明,该算法在节点距离选择、能量消耗、安全时间等方面的性能表现更优。

关键词：无线传感器网络源节点位置隐私定向随机最小能耗

云计算智能嵌入式技术下光通信网络路由的研究

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激光杂志 2024年第6期45卷 185-189页

作者：冯灵霞张亚娟刘寒冰黄河科技学院郑州450000

由于光通信传输带宽需求以及网络规模和复杂度不断增加,数据传输路径具有较多选择性,易导致路由能耗大、效率低。云计算平台可以提供海量的计算资源和存储空间,能够处理大规模的数据集,为此,基于云计算智能嵌入式技术研究一种光通信网... 详细信息

由于光通信传输带宽需求以及网络规模和复杂度不断增加,数据传输路径具有较多选择性,易导致路由能耗大、效率低。云计算平台可以提供海量的计算资源和存储空间,能够处理大规模的数据集,为此,基于云计算智能嵌入式技术研究一种光通信网络路由。利用嵌入式技术设计光通信网络的信号转换、编码、解码等功能,根据数据传输与网络节点的能耗特征建立网络路由能耗模型;引入蚁群算法,基于蚂蚁觅食原理找出所有可以实现数据传递的路由;采用遗传算法,通过选择、交叉、变异计算找出这些路由中数据传输最佳的路由,即能耗损失最小的路由。实验结果表明,所提技术能够提升数据传输速度,使丢包率在3.0%以下,且通信时延仅为23 ms,降低数据传送网络节点能量消耗,证实了所提方法的路由通信性能良好。

关键词：云计算嵌入式技术光通信网络最佳路由遗传算法最小能耗

选择性激光熔化中基于最小能量理论的参数优化研究

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组合机床与自动化加工技术 2019年第7期 51-55页

作者：何红秀吴专王君李书廷李文涛湖北工业大学机械工程学院机器人研究中心武汉430068 湖北省地质勘查装备中心武汉430000

为了减小选择性激光熔化过程中的能量消耗,建立三维瞬态温度场模型,设置激光功率为2000W、光斑半径为4mm、扫描速度30mm/s;对单烧结道截面温度场进行研究,经过ANSYS仿真和MATLAB分析得到温度在径向深度方向呈高斯分布、径向宽度方向呈... 详细信息

为了减小选择性激光熔化过程中的能量消耗,建立三维瞬态温度场模型,设置激光功率为2000W、光斑半径为4mm、扫描速度30mm/s;对单烧结道截面温度场进行研究,经过ANSYS仿真和MATLAB分析得到温度在径向深度方向呈高斯分布、径向宽度方向呈指数分布规律,在保证成型件质量的前提下结合最小能耗原则得出扫描间距为1.3mm;最后通过双烧结道的温度场模拟验证扫描间距设置的合理性,并通过相邻烧结道熔池截面模型确定铺粉层高为0.17mm,为选择性激光熔化过程中考虑能量消耗条件下的工艺参数优化提供了一种方法。

关键词：激光熔化温度场 ANSYS 最小能耗参数优化

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考虑学习效应和能源消耗的并行机调度研究

机械设计与制造 2024年第9期403卷 130-135页

作者：耿瑗璐杨玉中河南理工大学能源科学与工程学院河南焦作454000

学习效应广泛存在于车间生产,基于学习效应的车间调度优化准确度更高。运用理论分析和遗传算法对并行机调度问题进行了研究。构建了以最大完工时间和能耗最小为优化目标的多目标并行机调度模型,设计了一种基于贪婪解码算法的第二代非支... 详细信息

学习效应广泛存在于车间生产,基于学习效应的车间调度优化准确度更高。运用理论分析和遗传算法对并行机调度问题进行了研究。构建了以最大完工时间和能耗最小为优化目标的多目标并行机调度模型,设计了一种基于贪婪解码算法的第二代非支配排序遗传算法。基于工序和机器进行双层实数编码,解码过程插入贪婪算法,基于工件工序号,得到该道工序在当前设备中待加工序号及当前设备存在的加工间隙,在设备间隙矩阵中判断工件工序可插入的位置,进而更新开始及完工时间与机器能耗使用情况。通过数值算例验证了模型及算法的有效性。

关键词：并行机调度 NSGA-Ⅱ 贪婪算法学习效应最小能耗

12/8极共悬浮绕组式无轴承开关磁阻电机控制策略研究

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12/8极共悬浮绕组式无轴承开关磁阻电机控制策略研究

作者：崔睿珍北京交通大学

学位级别：硕士

无轴承开关磁阻电机(BSRM)不仅具有开关磁阻电机(SRM)的结构简单、调速范围广泛、成本低廉、启动转矩大等优点,还具有无轴承电机的运行寿命长、维修成本低、无菌无污染等优点。BSRM与气浮轴承、液浮轴承不同,不需要额外的压力传送系统,... 详细信息

无轴承开关磁阻电机(BSRM)不仅具有开关磁阻电机(SRM)的结构简单、调速范围广泛、成本低廉、启动转矩大等优点,还具有无轴承电机的运行寿命长、维修成本低、无菌无污染等优点。BSRM与气浮轴承、液浮轴承不同,不需要额外的压力传送系统,在已有的绕组上增设悬浮绕组即可实现转子的稳定悬浮。本文的研究对象为共悬浮绕组式BSRM,该结构电机通过改变定子绕组的分布结构不仅从结构上实现了转矩与径向力的解耦,还减少了悬浮绕组驱动电路的复杂度,为控制系统搭建与悬浮策略实现带来了便利。本文利用麦克斯韦应力法分析了转子的径向受力与切向受力,并选取了适合的积分路径得出了转子受力与气隙磁密的关系式。在气隙磁密的计算过程中,利用一种线性公式描述了铁磁材料的磁化特性,得出了磁路饱和时的气隙磁密表达式,进而推导了考虑磁饱和的径向力与转矩解析模型。通过有限元计算结果证明了解析模型的准确性,为控制策略设计奠定了理论基础。从有限元分析、绕组电感分析、解析模型分析的角度解释了共悬浮绕组式BSRM具有自解耦特性的原理,并通过实验结果验证了电机的转矩不受悬浮绕组电流的影响,说明了该结构的电机在不施加额外的解耦控制策略的前提下实现了自解耦,为成功实现悬浮-旋转协同控制具备了条件。研究了基于径向力解析模型的悬浮控制策略下的转子悬浮性能,通过实验数据说明了基于径向力解析模型的悬浮控制策略相对于传统双闭环悬浮控制策略具有更优良的悬浮控制性能。提出了双相导通模式下的最小能耗悬浮控制策略,解决了单相导通悬浮控制下存在径向力缺失区间,传统双相导通模式下系统能耗大、调节重叠导通区间不灵活等问题。以能耗最小为电流分配优化目标,给出了主导通相、副导通相与悬浮相电流分配数学模型,并利用该模型设计了最小能耗悬浮控制策略。实验与仿真数据表明,在该控制策略下不但能维持传统双相导通悬浮控制策略的悬浮性能,还能有效减少系统的能耗,具有良好的应用前景。研究了基于磁链解析模型的无位置传感器控制策略,利用梯形模型等效了气隙处的磁场强度分布情况,进而推导了磁链解析模型。通过有限元验证证明了本文提出的磁链解析模型能够准确描述不同结构参数、不同铁磁材料电机的磁链变化特性。并通过实验与仿真证明了基于推导的磁链解析模型设计的无位置传感器控制策略能够在一定的误差范围内估计转子位置与转速,能够改进传统的磁链电流法中通用性差、计算速度慢的问题,具有一定的应用前景。

关键词：无轴承开关磁阻电机解析模型自解耦悬浮控制最小能耗磁链电流法无位置传感器控制