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混沌区间多目标粒子群优化算法及其应用

机械科学与技术 2022年第7期41卷 1031-1038页

作者：李俊李济顺 HALGurgenci 李伦 GUANZhiqiang 杨芳河南科技大学机电工程学院河南洛阳471003 河南科技大学河南省机械设计及传动系统重点实验室河南洛阳471003 University of Queensland School of Mechanical and Mining Engineering Brisbane QLD4072 Australia

超临界二氧化碳(sCO_(2))Brayton循环作为下一代能量转换技术近年来得到了广泛的关注。为了综合优化设计Brayton循环轴系的支承和冷却系统参数,基于Riccati传递矩阵,综合考虑了转子的不平衡响应,临界转速和不平衡响应在工作转速点处的导... 详细信息

超临界二氧化碳(sCO_(2))Brayton循环作为下一代能量转换技术近年来得到了广泛的关注。为了综合优化设计Brayton循环轴系的支承和冷却系统参数,基于Riccati传递矩阵,综合考虑了转子的不平衡响应,临界转速和不平衡响应在工作转速点处的导数,建立了高速轴系多目标优化模型。针对轴系的sCO_(2)气体冷却装置的刚度非线性,利用混沌映射引入了混沌区间概念,提出了一种混沌区间多目标粒子群优化算法(CIMPSO),用于解决多目标下二维非线性变量的优化问题。应用CIMPSO算法对微型超临界二氧化碳透平机转子的轴承间距,轴承座的刚度、阻尼和参振质量,和sCO_(2)气体冷却装置的刚度进行了多次综合优化计算,结果表明:优化后的模型共振幅值得到有效抑制,且临界转速点远离工作转速,体现了优化算法的鲁棒性。最后基于任意一组优化解和经验解,建立轴系的有限元模型进行仿真计算,结果表明优化解对于转子系统的设计、控制转子的振动具有一定的指导意义。

关键词：多目标优化非线性粒子群转子系统 Brayton循环轴系

基于粒子群算法适应度的变压器匝间短路保护方案

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电测与仪表 2023年第9期60卷 72-80页

作者：王雪丁嘉华北电力大学电力工程系河北保定071003

为了实现匝间短路的灵敏识别,根据匝间短路对变压器等效电路的影响,提出一种基于粒子群适应度的匝间短路保护方案。根据变压器有功损耗方程构建用于电阻参数辨识的适应度函数;采用粒子群算法展开辨识,得到寻优空间的最小适应度值;基于... 详细信息

为了实现匝间短路的灵敏识别,根据匝间短路对变压器等效电路的影响,提出一种基于粒子群适应度的匝间短路保护方案。根据变压器有功损耗方程构建用于电阻参数辨识的适应度函数;采用粒子群算法展开辨识,得到寻优空间的最小适应度值;基于最小适应度值构造判据识别匝间短路。计及过渡电阻、测量噪声对保护有效性进行仿真验证的同时,分析影响保护灵敏度的因素,并与基于回路平衡方程、励磁电感的保护原理进行灵敏度对比,最后开展动模试验,得出结论:此方案用于匝间短路识别具有很高的灵敏度,并且可以避免参数计算误差的影响;识别效果不受负载影响,在一定大小过渡电阻影响下,灵敏度仍然较高;相比于上述其他两种保护,识别效果更优;动模试验验证了保护的实用性。

关键词：变压器保护匝间短路粒子群参数辨识适应度

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改进粒子群聚类的铝电解槽设备画像技术研究

轻金属 2023年第2期 27-33页

作者：韩兵麻新建张朋飞唐宗权北方工业大学CNONIX国家标准应用与推广实验室北京100144 北方工业大学信息学院北京100144 重庆旗能电铝有限公司重庆401420

电解槽是铝电解行业中生产铝的重要设备,电解过程中生产指标的变化会不同程度的影响电流效率。通过构造电解槽画像,能够为分析电解槽状态、挖掘生产指标间的关系等提供研究思路。文章以电解槽为研究对象,利用电解过程中的生产数据,结合... 详细信息

电解槽是铝电解行业中生产铝的重要设备,电解过程中生产指标的变化会不同程度的影响电流效率。通过构造电解槽画像,能够为分析电解槽状态、挖掘生产指标间的关系等提供研究思路。文章以电解槽为研究对象,利用电解过程中的生产数据,结合画像技术、聚类、关联分析等方法,提取标签信息,构建具有数据层、画像层和应用层的三层电解槽画像架构,形成对电解槽具有针对性、系统性的分析策略。针对群体划分的K均值聚类算法,采用改进粒子群算法来缓解其对初始值敏感的问题,提高聚类性能。通过实际生产数据进行实验,生成设备个体和群体画像,为实际应用提供参考。

关键词：铝电解设备画像聚类粒子群

船用汽轮机变工况的遗传粒子群优化智能控制方法研究

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科学技术与工程 2023年第34期23卷 14581-14586页

作者：张磊李源林安袁陈臣海军工程大学动力工程学院武汉430033 武警海警总队第五支队三亚572032

为提升船用汽轮发电机组大幅变工况时的控制精度和鲁棒性,以船用汽轮机调节系统各部件的模块化数学模型为基础,建立汽轮机组数字电液(digital electric hydraulic,DEH)闭环模糊比例、积分、微分(proportion integration derivative,PID... 详细信息

为提升船用汽轮发电机组大幅变工况时的控制精度和鲁棒性,以船用汽轮机调节系统各部件的模块化数学模型为基础,建立汽轮机组数字电液(digital electric hydraulic,DEH)闭环模糊比例、积分、微分(proportion integration derivative,PID)控制模型;融合遗传算法的选择、交叉、变异和自适应递减权重法,提出遗传粒子群智能优化算法,并结合标准测试函数验证提出算法具有较高的收敛速度和精度;基于遗传粒子群智能优化算法建立汽轮机变工况自适应智能模糊PID控制模型,实现模糊PID的量化因子与比例因子最优化设计,进而开展船用汽轮发电机组大幅变工况动态特性及扰动因素影响分析,结果表明本文建立的自适应智能模糊PID控制模型具有更好的控制稳态性能与鲁棒性,为船用汽轮机组大幅度变工况智能控制优化设计提供了有力的技术支撑。

关键词：汽轮机变工况比例、积分、微分(proportion integration derivative,PID) 粒子群控制

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基于交换改进粒子群算法的云计算任务调度

计算机应用与软件 2023年第6期40卷 223-228页

作者：陈俊仁郭一晶厦门大学嘉庚学院信息科学与技术学院福建漳州363105

针对云计算任务调度中存在资源利用率低的问题,提出一种基于交换改进粒子群的任务调度算法。根据计算资源和任务的分配特点,该算法以进制编码的方式对粒子进行编码;重新定义粒子移动和速度更新法则,以使算法加快收敛速度;为降低陷入局... 详细信息

针对云计算任务调度中存在资源利用率低的问题,提出一种基于交换改进粒子群的任务调度算法。根据计算资源和任务的分配特点,该算法以进制编码的方式对粒子进行编码;重新定义粒子移动和速度更新法则,以使算法加快收敛速度;为降低陷入局部最优的概率,引入自适应概率调整以保持种群多样性。在CloudSim平台进行的仿真实验结果表明:相比于Min-Min调度算法、基本的离散粒子群算法和基于交换运算法则的粒子群算法,该算法能够更加有效地减少任务的执行时间和提高资源的负载均衡率,并且具有收敛速度快和鲁棒性强的特点。

关键词：云计算任务调度粒子群交换自适应

基于粒子群与模拟退火算法的改进矿井克里金定位方法

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金属矿山 2023年第5期 221-227页

作者：胡青松梁天河李世银孙彦景中国矿业大学地下空间智能控制教育部工程研究中心江苏徐州221116 中国矿业大学信息与控制工程学院江苏徐州221116 中国矿业大学徐州市智能安全与应急协同工程研究中心江苏徐州221116

位置信息对于矿井作业中的人员管理和灾后救援至关重要,指纹定位可显著提高矿井定位精度,但费时费力的指纹库构建过程阻碍了其大规模应用。为此,提出了一种基于粒子群与模拟退火的克里金插值算法(PSOSA-Kriging),初始阶段只需采集部分... 详细信息

位置信息对于矿井作业中的人员管理和灾后救援至关重要,指纹定位可显著提高矿井定位精度,但费时费力的指纹库构建过程阻碍了其大规模应用。为此,提出了一种基于粒子群与模拟退火的克里金插值算法(PSOSA-Kriging),初始阶段只需采集部分指纹采样点的数据,以这些采样点数据为依据,通过克里金模型插值获得全部指纹数据集,并利用粒子群与模拟退火算法对克里金理论模型进行优化,使得构建出的指纹库更贴合实际矿井环境。算法利用粒子群收敛速度快的优势,解决了指纹库快速构建难题。同时,利用模拟退火克服粒子群可能陷入局部最优的缺陷,使得模型拟合更准确、插值结果更精确。在上述分析的基础上,通过在矿井环境下采集指纹数据,建立全部采样数据库、半采样与插值混合数据库,并选用最近邻算法(KNN)进行了定位验证。结果表明:POS-SA-Kriging算法不但大幅降低了指纹构建工作量,而且显著提高了定位精度,实现了指纹库构建速度与目标定位精度的联合优化。

关键词：矿井定位指纹定位克里金插值粒子群模拟退火

基于改进粒子群的食品分拣机器人动态目标抓取控制方法

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食品与机械 2022年第3期38卷 86-91页

作者：王敏蒋金伟曹彦陶安徽科技贸易学校安徽蚌埠233080 常州工业职业技术学院江苏常州213164 江苏大学江苏镇江212013

目的:解决目前食品生产线分拣机器人抓取操作不稳定、分拣效率低的问题。方法:基于高速并联食品分拣机器人的体系结构,提出了一种基于改进粒子群算法的多目标运动优化策略用于食品分拣机器人的动态目标抓取控制方法。协调抓取顺序和分... 详细信息

目的:解决目前食品生产线分拣机器人抓取操作不稳定、分拣效率低的问题。方法:基于高速并联食品分拣机器人的体系结构,提出了一种基于改进粒子群算法的多目标运动优化策略用于食品分拣机器人的动态目标抓取控制方法。协调抓取顺序和分拣轨迹建立最短路径模型,以末端加速度建立机构稳定性优化模型,并通过改进粒子群优化算法对目标进行优化。结果:通过试验进行了验证,在输送速度100 mm/s时,抓取成功率由96.8%提高到100%,分选速率由1.62个/s提高到1.98个/s。结论:该控制方法能有效提高食品分拣机器人的操作稳定性和分拣效率。

关键词：食品生产线分拣机器人抓取控制粒子群动态目标

一种求解番茄种植规划问题的多目标粒子群-生物地理学优化算法

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计算机应用与软件 2023年第7期40卷 294-299页

作者：罗丹蒋兵兵湖南铁道职业技术学院轨道交通智能控制学院湖南株洲412000 湖南铁路科技职业技术学院铁道供电与电气学院湖南株洲412000

针对番茄酱产季的番茄原料供应不均衡问题,提出一种多目标粒子群生物地理学算法对番茄规划模型进行求解。结合Pareto快速非支配排序法和粒子群与生物地理学算法的操作机制,能够更好地增加算法的全局搜索性能。构建以使企业经济损失最小... 详细信息

针对番茄酱产季的番茄原料供应不均衡问题,提出一种多目标粒子群生物地理学算法对番茄规划模型进行求解。结合Pareto快速非支配排序法和粒子群与生物地理学算法的操作机制,能够更好地增加算法的全局搜索性能。构建以使企业经济损失最小、种植户总净收益最大和使种植面积最小为番茄规划的三个目标函数。以某番茄酱厂提供的环境参数为例,MATLAB仿真计算结果表明,在求解番茄种植规划问题上,该算法比传统的进化算法表现更好,能够获得合理的种植规划方案。

关键词：生物地理学算法粒子群均衡供应多目标优化

基于粒子群的开关复位型探测器输出脉冲参数识别

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核电子学与探测技术 2022年第6期42卷 1011-1019页

作者：沈志文黄洪全王敏蒋开明马兴科王清泰黄博睿辛昊刘江马超成都理工大学核技术与自动化工程学院成都610059 成都产品质量检验研究院有限责任公司成都610100 东北大学秦皇岛066004

针对开关复位型探测器输出为具有快指数上升沿的阶跃脉冲堆积的情况,对探测器前端电路进行了分析并利用拉普拉斯变换推导出前放输出的脉冲时域表达式,利用粒子群算法简单、参数少、易调节的优点对此类脉冲进行参数识别的算法设计,对前... 详细信息

针对开关复位型探测器输出为具有快指数上升沿的阶跃脉冲堆积的情况,对探测器前端电路进行了分析并利用拉普拉斯变换推导出前放输出的脉冲时域表达式,利用粒子群算法简单、参数少、易调节的优点对此类脉冲进行参数识别的算法设计,对前放输出的单个脉冲,两个以及三个的堆积脉冲情况进行了仿真实验.数据结果表明,该算法识别的脉冲参数具有较高的精度,脉冲幅值相关系数、产生时间和时间常数的误差均在1%左右,并且针对堆积脉冲分解,以脉冲产生时间差AT为变量进行多组实验,得出本算法的最大分解能力为ΔT等于20 ns.

关键词：核脉冲开关复位型粒子群参数识别堆积分解