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基于监督与切换及群智能的推力分配算法研究

船舶力学 2022年第5期26卷 667-678页

作者：刘明华亮南通大学电气工程学院江苏南通226019 南通大学杏林学院江苏南通226236

推力分配是船舶动力定位控制系统的关键技术之一,存在推进器推力极限、推力变化率极限、方位角变化率极限、机械磨损、禁区限制和奇异性等约束优化问题。群智能优化算法在全面处理这些约束问题上相对传统的方法具有较大的优势,但在实际... 详细信息

推力分配是船舶动力定位控制系统的关键技术之一,存在推进器推力极限、推力变化率极限、方位角变化率极限、机械磨损、禁区限制和奇异性等约束优化问题。群智能优化算法在全面处理这些约束问题上相对传统的方法具有较大的优势,但在实际运用中要处理好收敛性问题,保证在规定时间内获得可靠解。本文针对推力分配实际问题,提出一种“双向穷尽”的混群算法,该算法中个体为扩展推力分配非齐次线性方程组的解系数,该处理方法能较好解决收敛性问题。此外为避免推进器相互干扰,把推进器分为不同子扇区,采用监督与切换机制进行不同扇区之间的切换。最后以CybershipⅢ船模为对象进行仿真验证,仿真结果表明该推力分配方法可行,能获得较好的推力分配结果。

关键词：群智能监督与切换推力分配动力定位

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群智能新研究:角色-匹配的狼群劳动分工

智能系统学报 2021年第1期16卷 125-133页

作者：吴虎胜肖人彬武警工程大学装备管理与保障学院陕西西安710086 华中科技大学人工智能与自动化学院湖北武汉430074

启发于生物狼群群体的劳动分工行为,本文提出一种新颖的角色-匹配狼群劳动分工方法。通过剖析自然狼群的生物学行为,概括提炼出狼群劳动分工行为的个体任务的专职化、个体角色可塑性和任务分配均衡性3个典型特征,并建立了生物狼群劳动... 详细信息

启发于生物狼群群体的劳动分工行为,本文提出一种新颖的角色-匹配狼群劳动分工方法。通过剖析自然狼群的生物学行为,概括提炼出狼群劳动分工行为的个体任务的专职化、个体角色可塑性和任务分配均衡性3个典型特征,并建立了生物狼群劳动分工行为与普适性任务分配问题之间的仿生映射关系;从狼群"个体-个体"+"个体-环境"的交互方式角度出发,分析了角色-匹配的狼群劳动分工的个体角色转换和任务调整机制,研究了狼群角色-匹配的柔性劳动分工机制,提出了一种新的群智能方法,即角色-匹配的狼群劳动分工方法;将狼群的角色-匹配劳动分工与蚁群的刺激-响应劳动分工和蜂群的激发-抑制劳动分工进行了比较分析,并展示出角色-匹配狼群劳动分工方法的应用前景。

关键词：群智能狼群劳动分工任务分配自组织角色-匹配激发-抑制刺激-响应

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基于优劣解距离法的群智能优化算法性能排序

探测与控制学报 2022年第2期44卷 104-114页

作者：郭恩铭方洋旺彭维仕杜泽弘西安邮电大学计算机学院陕西西安710121 西北工业大学无人系统技术研究院陕西西安710072 武警工程大学装备管理与保障学院陕西西安710086 上海机电工程研究所上海201109

针对传统评估指标不能合理评估算法性能的问题,提出基于TOPSIS法的群智能优化算法性能排序方法。该方法定义了7项表示群体智能算法性能的指标,给出了指标的计算模型。通过对数据的分析可以得出三种算法在不同测试函数中每个单属性下的排... 详细信息

针对传统评估指标不能合理评估算法性能的问题,提出基于TOPSIS法的群智能优化算法性能排序方法。该方法定义了7项表示群体智能算法性能的指标,给出了指标的计算模型。通过对数据的分析可以得出三种算法在不同测试函数中每个单属性下的排名,不同的排名反映了算法的不同性能上的优劣。利用TOPSIS方法对不同算法综合性能进行计算排序。仿真结果表明该方法可以应用于不同算法的评估,研究工作为群智能优化算法的工程应用提供了理论依据。

关键词：群智能粒子群算法人工蜂群算法灰狼算法多准则决策方法优劣解距离法

群智能优化方法研究及其在电力视觉技术中的应用

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群智能优化方法研究及其在电力视觉技术中的应用

作者：潘优美郑州轻工业大学

学位级别：硕士

随着信息技术的发展,计算机、人工智能、通信、自动化等领域出现了许多优化问题,简单的方法(牛顿法、梯度下降法、共轭梯度法)已无法适应快速求得最优解的要求。因此将群智能优化算法用于此类问题的研究上已受到越来越多学者们关注的问... 详细信息

随着信息技术的发展,计算机、人工智能、通信、自动化等领域出现了许多优化问题,简单的方法(牛顿法、梯度下降法、共轭梯度法)已无法适应快速求得最优解的要求。因此将群智能优化算法用于此类问题的研究上已受到越来越多学者们关注的问题,群智能优化算法的核心源于对自然界生物行为的模拟,通过在全局探索以及局部开发中寻找最优值,得到最优解。与其他算法比较,群智能优化算法结构简单、通俗易懂、效率高并且易实现。但传统优化算法会存在一些缺陷,导致算法收敛精度不高、速度过慢。虽然原理简单易实现,但也存在许多不足之处,本文主要从理论与应用方面进行研究,研究内容如下所示:设计一种精英扰动反向学习和动态螺旋更新的改进算法(OWOA),首先,采用反向学习策略对种群进行初始化,进行排序获取精英值,再对精英鲸鱼进行随机扰动,避免陷入局部最优解。其次,采用动态螺旋策略对位置进行更新,使鲸鱼算法的螺旋形随迭代次数的变化而变化,提升算法的寻优精度。最终,实验在函数测试集验证下,获得了良好的效果。设计一种基于自适应权重与混沌因子的海洋捕食者算法(ACMPA),首先,通过改进的自适应权重策略平衡算法的探索与开发阶段,同时提升算法整体性能。其次,使用Logistic混沌因子代替随机因子,利用混沌因子遍历性使捕食者更容易跳出局部最优,增强算法寻优能力。设计一种融合Tent混沌与非线性收敛因子的鲸鱼优化算法(TWOA),首先采用Tent混沌映射遍历性的特点使鲸鱼种群在随机游走阶段个体分布更均匀,可对全局进行有效搜索,接着在算法中引入非线性收敛因子,使算法在探索阶段搜索更全面,提升算法寻优精度。实验结果表明,该算法再加入改进策略后整体性能有很大提升。设计一种基于改进的鲸鱼优化的跟踪器(TWOA),将改进的鲸鱼优化算法作为目标跟踪中的搜索策略,并对该应用进行了实验验证,实验表明,所提出的跟踪器在跟踪中有良好的效果。本文围绕鲸鱼优化算法与海洋捕食者算法展开研究,重点放在如何提升算法在全局阶段的搜索能力,提高种群个体在未找到最优解时如何跳出局部最优,并将改进的鲸鱼算法应用于电力视觉跟踪技术中。

关键词：群智能鲸鱼优化算法海洋捕食者优化算法电力视觉技术

一种面向空间分配问题的群智能劳动分工新方法

同方学位论文库评论

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同方学位论文库

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系统工程理论与实践 2020年第5期40卷 1304-1316页

作者：王英聪张领郑州轻工业大学电气信息工程学院郑州450002

以装填问题为例,将群智能劳动分工的应用范围由任务分配推广到空间分配,提出一种群智能劳动分工新方法.首先分析了装填问题的空间分配特性,探讨了装填问题的空间分配与群智能劳动分工的任务分配之间的相似性.接着在此基础上引入群智能... 详细信息

以装填问题为例,将群智能劳动分工的应用范围由任务分配推广到空间分配,提出一种群智能劳动分工新方法.首先分析了装填问题的空间分配特性,探讨了装填问题的空间分配与群智能劳动分工的任务分配之间的相似性.接着在此基础上引入群智能劳动分工响应阈值模型,根据装填问题的空间分配特点重新设计环境刺激、响应阈值、更新规则等模块,提出了基于响应阈值模型的劳动分工算法(response threshold model based labor division algorithm,RTMLDA).最后,选取装填问题的典型代表--等圆装填问题和不等圆装填问题进行仿真实验,对3组共54个代表性算例的计算结果及与其他算法的比较表明RTMLDA有效可行.

关键词：群智能劳动分工响应阈值模型装填问题空间分配

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群智能自组织劳动分工研究进展

信息与控制 2019年第2期48卷 129-139,148页

作者：肖人彬王英聪华中科技大学人工智能与自动化学院湖北武汉430074 郑州轻工业大学电气信息工程学院河南郑州450002

群智能是指众多行为简单的个体在相互作用过程中涌现产生的整体智能行为,劳动分工是其最重要特征之一.本文首先根据个体与个体、个体与环境的交互模式,给出群智能劳动分工的一个框架描述,分析其个体专职化、角色可塑性和自组织等特性.... 详细信息

群智能是指众多行为简单的个体在相互作用过程中涌现产生的整体智能行为,劳动分工是其最重要特征之一.本文首先根据个体与个体、个体与环境的交互模式,给出群智能劳动分工的一个框架描述,分析其个体专职化、角色可塑性和自组织等特性.然后从自组织的角度对激发—抑制、刺激—响应、个体排序和寻觅工作等四类劳动分工模型进行对比分析,旨在归纳提炼群智能自组织劳动分工模型的构建规律.进而结合群智能自组织劳动分工的应用情况,针对其适用范围和求解思路进行了评述和讨论.最后从劳动分工机制、劳动分工模型、分配问题求解和优化问题求解四个方面展望了群智能自组织劳动分工的发展前景.

关键词：群智能劳动分工自组织个体—个体交互个体—环境交互

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群智能算法优化支持向量机参数综述

智能系统学报 2018年第1期13卷 70-84页

作者：李素袁志高王聪陈天恩郭兆春北京工商大学食品安全大数据技术北京市重点实验室北京100048 国家农业信息化工程技术研究中心北京100097

支持向量机建立在统计学习的理论基础之上,具有理论的完备性,但是在应用上仍然存在模型参数难以选择的问题。首先,介绍了支持向量机和群智能算法的基本概念;然后,系统地叙述了各种经典的群智能算法进行支持向量机参数优化取得的最新研... 详细信息

支持向量机建立在统计学习的理论基础之上,具有理论的完备性,但是在应用上仍然存在模型参数难以选择的问题。首先,介绍了支持向量机和群智能算法的基本概念;然后,系统地叙述了各种经典的群智能算法进行支持向量机参数优化取得的最新研究成果以及总结了优化过程中存在的问题和解决方案;最后,结合该领域当前研究现状,提出了群智能算法优化支持向量机参数研究中需要关注的问题,展望了这一研究方向在未来的发展趋势和前景。

关键词：支持向量机统计学习群智能参数优化全局寻优并行搜索收敛速度寻优精度

改进交替方向乘子法求解冷水机组负荷分配群智能优化问题

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控制理论与应用 2021年第7期38卷 947-962页

作者：于军琪陈时羽赵安军冯增喜高之坤西安建筑科技大学建筑设备科学与工程学院陕西西安710055 西安建筑科技大学信息与控制工程学院陕西西安710055

群智能控制系统中的多台冷水机组负荷优化分配问题是一个多块优化问题,传统分布式方法难以获得其收敛解.文中将交替方向乘子法(ADMM)引入冷水机组负荷分配群智能优化问题中,并通过一种有效的高斯罚函数(GPF)更新策略改进了交替方向乘子... 详细信息

群智能控制系统中的多台冷水机组负荷优化分配问题是一个多块优化问题,传统分布式方法难以获得其收敛解.文中将交替方向乘子法(ADMM)引入冷水机组负荷分配群智能优化问题中,并通过一种有效的高斯罚函数(GPF)更新策略改进了交替方向乘子法收敛特性.同时,建立了一种基于ADMM–GPF–GBS双层分布式计算框架的冷水机组负荷优化分配模型,该模型仅利用相邻节点间的局部信息传递,即可求解得出最优运行策略.最后,通过两个典型算例对比分析了所提优化方法的有效性,并在实际硬件系统中进一步对该算法进行应用与验证.结果表明,所提算法适用于群智能控制系统下的多台冷水机组系统,且具有比传统分布式算法更好的寻优能力和收敛性,可以取得显著的节能效果.

关键词：中央空调系统群智能冷水机组负荷分配交替方向乘子法分布式优化

基于群智能的暖通空调输配系统拓扑描述方法和关键参数辨识

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建筑科学 2022年第2期38卷 65-70,81页

作者：于震李立李怀黄巍中国建筑科学研究院有限公司建筑安全与环境国家重点实验室北京100013 南京工业大学南京210009

暖通空调系统的高效控制是降低建筑能耗的重要手段。暖通空调输配系统不仅产生能耗,而且决定着冷热量是否按照冷热负荷需求的分布正确输配到建筑不同位置。由于流体输配网络的复杂性,暖通空调输配系统的优化控制难度较高。本文开展群智... 详细信息

暖通空调系统的高效控制是降低建筑能耗的重要手段。暖通空调输配系统不仅产生能耗,而且决定着冷热量是否按照冷热负荷需求的分布正确输配到建筑不同位置。由于流体输配网络的复杂性,暖通空调输配系统的优化控制难度较高。本文开展群智能技术在暖通空调输配系统控制方面的应用研究,提出1种分布式并行辨识算法,用来识别未直接测量的暖通空调输配系统节点的流量和压力。文章将所提出的描述方法应用于典型建筑的暖通空调输配系统,并在简化的输配网络实例中对提出的关键参数辨识算法进行了验证。

关键词：群智能暖通空调输配系统拓扑参数辨识