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改进粒子群优化BP神经网络的PM2.5预测

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计算机工程与设计 2021年第12期42卷 3495-3501页

作者：贾佳美池凯凯吴哲翔浙江工业大学计算机科学与技术学院浙江杭州310000 国网浙江省电力公司金华供电公司浙江金华321000

针对PM2.5预测的非线性不确定特点,提出基于改进粒子群优化BP神经网络的空气PM2.5浓度预测模型。引入混沌映射和对立学习改进粒子群算法;引入对立学习提高初始解的质量;引入混沌tent映射改进粒子随机搜索,避免局部最优;引入自适应惯性... 详细信息

针对PM2.5预测的非线性不确定特点,提出基于改进粒子群优化BP神经网络的空气PM2.5浓度预测模型。引入混沌映射和对立学习改进粒子群算法;引入对立学习提高初始解的质量;引入混沌tent映射改进粒子随机搜索,避免局部最优;引入自适应惯性权重均衡局部开发和全局勘探能力。利用改进粒子群对BP神经网络权值和阈值进行迭代寻优,基于最优参数BP神经网络做PM2.5预测,有效避免神经网络训练时陷入局部最优,提升收敛速度。选取某市某时段的PM2.5日均浓度数据进行实验分析,结果表明IPSO-BP预测准确度更高,收敛速度更快。

关键词： PM2.5预测 BP神经网络粒子群优化算法混沌tent映射对立学习

基于模态频率应变能熵和tent—SSA—BP神经网络的桥梁损伤识别方法的研究

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公路 2023年第3期68卷 143-150页

作者：项长生施昊杨睿兰州理工大学土木工程学院兰州市730050 兰州理工大学西部土木工程防灾减灾教育部工程研究中心兰州市730050

针对服役中的中小型梁桥因环境和材料因素影响易发生损伤的问题,提出了一种融合模态应变能、频率和信息熵的桥梁损伤识别的方法。该方法首先提取出桥梁的模态参数,通过公式得出模态频率应变能熵,对梁进行单点和多点损伤定位分析。其次,... 详细信息

针对服役中的中小型梁桥因环境和材料因素影响易发生损伤的问题,提出了一种融合模态应变能、频率和信息熵的桥梁损伤识别的方法。该方法首先提取出桥梁的模态参数,通过公式得出模态频率应变能熵,对梁进行单点和多点损伤定位分析。其次,利用混沌tent映射,优化麻雀搜索算法的权阈值,调整寻优能力,并且将麻雀搜索算法(SSA)和混沌优化过后的麻雀搜索算法(tent—SSA)分别优化BP神经网络。最后,将熵值变化率作为输入数据放进神经网络中训练,输出简支梁桥的损伤程度,做出定量对比分析。使用有限元软件进行算例分析的结果表明,模态频率应变能熵能精确定位损伤的位置,对损伤的敏感度较强,解决了识别过程中的非线性问题;同时,优化过后的BP神经网络对损伤识别的准确率更高,预测效果更好。

关键词：桥梁工程损伤识别模态频率应变能熵混沌tent映射麻雀搜索算法 BP神经网络

基于模态频率应变能熵和tent-SSA-BP神经网络的桥梁结构损伤识别方法研究

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基于模态频率应变能熵和Tent-SSA-BP神经网络的桥梁结构损伤识别...

作者：施昊兰州理工大学

学位级别：硕士

安全是桥梁结构设计和使用中最重要的原则之一。随着结构使用寿命的增加,由于材料老化、外部环境影响、交通繁忙等因素,桥梁会出现不同程度的累积性损坏,可能会导致局部刚度折损,影响到桥梁的整体稳定性。如果损坏严重,甚至会导致桥梁... 详细信息

安全是桥梁结构设计和使用中最重要的原则之一。随着结构使用寿命的增加,由于材料老化、外部环境影响、交通繁忙等因素,桥梁会出现不同程度的累积性损坏,可能会导致局部刚度折损,影响到桥梁的整体稳定性。如果损坏严重,甚至会导致桥梁倒塌。因此,及时、准确地识别桥梁结构的损坏十分重要。本文基于结构模态、信息熵和BP神经网络,提出桥梁损伤识别的新方法,主要的研究内容和结论如下:(1)考虑到损伤识别过程中结构模态的动态一致性,将模态应变能与频率相结合,推导出模态频率应变能变化率指标(MFSEGI)、模态频率应变能变化指标(MFSECI)和模态频率应变能基指标(MFSEBI),建立简支梁和连续梁数值模型验证三种模态频率应变能指标在不同程度的损伤下,对单点损伤和多点损伤的损伤位置定位能力,对比讨论在损伤识别过程中各自的优缺点。(2)引入非线性信息熵理论,结合模态频率应变能构造模态频率应变能熵差变化率指标(MFSEEGI)和模态频率应变能熵标准差指标(MFSEESDI),以连续梁和悬链线拱桥有限元模型分析其损伤识别能力和处理无序信息的抗干扰能力。(3)设置不同程度的高斯白噪声模拟环境噪声对损伤识别过程的影响,验证模态频率应变能指标和信息熵指标识别损伤过程中的抗噪性能。(4)采用曲线拟合和BP神经网络预测两种方法进行桥梁损伤定量研究。分别利用麻雀搜索算法和混沌tent映射麻雀搜索算法优化BP神经网络,构建SSA-BP神经网络和tent-SSA-BP神经网络的网络结构,优化初始权值和阈值,讨论四种方法对于简支梁和连续梁损伤定量的精准度差异。通过以上研究,结果表明:首先,模态频率应变能和模态频率应变能熵指标均可以准确有效地识别简支梁、连续梁和悬链线拱发生损伤的位置,其中MFSEESDI指标对损伤的敏感性最强,识别效果最好。而MFSEBI指标受损伤邻近效应的影响最小,可以反映出指标与损伤程度之间的比例关系。其次,在噪音的干扰下,模态频率应变能指标识别损伤的精准度降低,而信息熵指标在10%以内噪声水平的干扰下依然可以识别损伤发生的位置,抗噪性较好。最后,曲线拟合方法的损伤定量效果较好,但发生轻微损伤时的拟合误差较大。优化后的BP神经网络回归预测的能力明显提升,其中tent-SSA-BP神经网络的预测定量效果最好,准确率最高,具有普遍适用性。

关键词：损伤识别模态频率应变能信息熵抗噪性分析 BP神经网络麻雀搜索算法混沌tent映射

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基于混沌的正余弦鲸鱼优化算法

智能计算机与应用 2020年第9期10卷 43-48,52页

作者：林杰何庆王茜杨荣莹宁杰琼贵州大学大数据与信息工程学院贵阳550025

为了改善鲸鱼优化算法(WOA)的不足,如容易陷入局部最优,收敛速度慢等问题,本文提出了改进鲸鱼优化算法。首先,通过混沌tent映射随机生成算法的初始种群位置,让种群分布更均匀,加快算法的收敛速度;其次,将正余弦算法与鲸鱼优化算法融合,... 详细信息

为了改善鲸鱼优化算法(WOA)的不足,如容易陷入局部最优,收敛速度慢等问题,本文提出了改进鲸鱼优化算法。首先,通过混沌tent映射随机生成算法的初始种群位置,让种群分布更均匀,加快算法的收敛速度;其次,将正余弦算法与鲸鱼优化算法融合,对领导者位置进行筛选,一定程度上避免了算法容易早熟的缺陷;最后,提出自适应策略,保留了鲸鱼优化算法优越性的同时,加入惯性权重,以平衡算法全局探测和局部寻优的能力。实验部分通过对基准函数仿真、使用Wilcoxon检验和MAE等方法来评价改进算法的性能。仿真结果表明:本文所提改进算法具有良好的有效性和优越性。

关键词：鲸鱼优化算法混沌tent映射正余弦算法自适应策略

混沌鲸鱼优化算法在WSNs覆盖优化中的应用

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传感器与微系统 2022年第6期41卷 157-160页

作者：王鑫张菁上海工程技术大学电子电气工程学院上海201600

为提高无线传感器网络(WSNs)的节点覆盖率,降低节点冗余和延长网络使用寿命,提出一种基于混沌鲸鱼优化算法(CWOA)的覆盖优化方法。首先,将混沌理论同鲸鱼算法结合,使用改进混沌tent映射生成初始种群,充分增加种群多样性。然后,引入莱维... 详细信息

为提高无线传感器网络(WSNs)的节点覆盖率,降低节点冗余和延长网络使用寿命,提出一种基于混沌鲸鱼优化算法(CWOA)的覆盖优化方法。首先,将混沌理论同鲸鱼算法结合,使用改进混沌tent映射生成初始种群,充分增加种群多样性。然后,引入莱维飞行对位置更新扰动操作,避免算法出现早熟收敛现象。仿真结果表明:改进后的鲸鱼算法同传统覆盖优化算法相比,有更高的收敛效率和覆盖率,降低了网络损耗,有效延长了网络生命周期。

关键词：混沌鲸鱼优化算法混沌理论混沌tent映射莱维飞行