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质量感知的多目标云制造服务组合优化算法

计算机集成制造系统 2024年第2期30卷 684-694页

作者：刘桂森贾兆红安徽大学计算机科学与技术学院安徽合肥230601 安徽大学计算智能与信号处理教育部重点实验室安徽合肥230601

云制造服务组合问题往往存在多个优化目标且各目标权重难以事先确定,为了显著提高进化算法在求解过程中的种群多样性,并有效平衡进化算法的全局与局部搜索能力,提出一种基于自适应选择和反向学习策略的进化算法,同时优化时间、成本、可... 详细信息

云制造服务组合问题往往存在多个优化目标且各目标权重难以事先确定,为了显著提高进化算法在求解过程中的种群多样性,并有效平衡进化算法的全局与局部搜索能力,提出一种基于自适应选择和反向学习策略的进化算法,同时优化时间、成本、可靠性、可用性和信誉度。首先为了缩短求解组合方案的时间,采用K-means方法基于服务质量对候选服务进行聚类,去除质量较差的服务;然后采用反向学习策略提高全局搜索性能,再通过选择策略和概率更新策略有效平衡算法的全局与局部搜索能力;最后与4种先进算法进行实验对比表明,所提算法具有更好的综合性能。

关键词：服务组合服务质量多目标优化进化算法

基于遗传算法的划分序乘积空间问题求解层选择

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软件学报 2024年第4期35卷 1945-1963页

作者：徐怡邱紫恒安徽大学计算机科学与技术学院安徽合肥230601 计算智能与信号处理教育部重点实验室(安徽大学) 安徽合肥230601

划分序乘积空间作为一种新的粒计算模型,可以从多个视角和多个层次对问题进行描述和求解.其解空间是由多个问题求解层组成的格结构,其中每个问题求解层由多个单层次视角构成.如何在划分序乘积空间中选择问题求解层是一个NP难问题.为此,... 详细信息

划分序乘积空间作为一种新的粒计算模型,可以从多个视角和多个层次对问题进行描述和求解.其解空间是由多个问题求解层组成的格结构,其中每个问题求解层由多个单层次视角构成.如何在划分序乘积空间中选择问题求解层是一个NP难问题.为此,提出一种两阶段自适应遗传算法TSAGA(two stage adaptive genetic algorithm)来寻找问题求解层.首先,采用实数编码对问题求解层进行编码,然后根据问题求解层的分类精度和粒度定义适应度函数.算法第1阶段基于经典遗传算法,预选出一些优秀问题求解层作为第2阶段初始种群的一部分,从而优化解空间.算法第2阶段,提出随当前种群进化迭代次数动态变化的自适应选择算子、自适应交叉算子以及自适应大变异算子,从而在优化的解空间中进一步选择问题求解层.实验结果证明了所提方法的有效性.

关键词：粒计算划分序乘积空间遗传算法问题求解层

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基于混合相位的多平面全息显示

液晶与显示 2024年第7期39卷 909-918页

作者：丁宇鑫沈川王安临潘俊俏章权兵张成韦穗安徽大学计算智能与信号处理教育部重点实验室安徽合肥230061

在计算全息术中,基于层析法实现多平面全息显示是最常用的方法之一。针对层析法中多个平面之间存在串扰的问题,本文结合随机相位和二次相位的优点,提出了一种基于混合相位的多平面全息显示方法。首先,选择合适的权重因子生成混合相位代... 详细信息

在计算全息术中,基于层析法实现多平面全息显示是最常用的方法之一。针对层析法中多个平面之间存在串扰的问题,本文结合随机相位和二次相位的优点,提出了一种基于混合相位的多平面全息显示方法。首先,选择合适的权重因子生成混合相位代替随机相位作为初始相位。利用迭代傅里叶变换算法进行迭代后,将获得的每个子全息图与具有不同重建距离的菲涅尔波带片叠加,接着将每个全息图以复振幅叠加,获取相位后得到纯相位全息图,从而将分层图像重构于指定的平面上。利用硅基液晶空间光调制器搭建多平面全息显示系统开展了相关的光学实验。实验结果表明,与基于随机相位的方法相比,本文方法提高了结构相似性参数(最高可达4.6%),减弱了多个全息重构平面之间的串扰,提高了多平面全息显示的再现质量。

关键词：多平面显示层析法混合相位纯相位全息图菲涅尔波带片

基于极限梯度提升的完美匹配单层智能算法实现航空瞬变电磁问题高效吸收

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物理学报 2024年第6期73卷 241-249页

作者：冯乃星王欢朱子贤董纯志李宏杨张玉贤杨利霞黄志祥安徽大学电子信息工程学院合肥230601 安徽大学智能计算与信号处理教育部重点实验室合肥230601

对于航空瞬变电磁的低频探地问题,除了精度和效率需要考虑,深地探测问题的复杂度也不容忽视,特别是对于低频复杂问题存在异常体与背景间的多尺度效应.为了模拟开域问题,有限厚度区域的完全匹配层被用于截断计算域,然而这也无形中增大了... 详细信息

对于航空瞬变电磁的低频探地问题,除了精度和效率需要考虑,深地探测问题的复杂度也不容忽视,特别是对于低频复杂问题存在异常体与背景间的多尺度效应.为了模拟开域问题,有限厚度区域的完全匹配层被用于截断计算域,然而这也无形中增大了整个模型,造成计算复杂度增加.鉴于此,提出了一种新的基于极限梯度提升(extreme gradient boosting,XGB)的完美匹配单层模型,并将该模型集成到时域有限差分求解器中,以进一步提高时域有限差分仿真的性能.所提出的基于XGB的完美匹配单层模型通过特征注意力集成学习方法可以获得更高的精度,同时占用更少的内存、消耗更少的时间.此外,由于该模型依托于传统机器学习模型,因此它在模型训练的稳定性和轻量级方面具有显著的优势.最后,通过对航空瞬变电磁应用进行三维数值模拟,验证了该方法的有效性和稳定性.该模型不仅在精度、效率和问题复杂性方面具有优势,而且还可以成功地集成到时域有限差分求解器中,解决低频航空瞬变电磁问题.

关键词：极限梯度提升完美匹配单层机器学习时域有限差分

高阶SF-SFDTD方法在含时薛定谔方程求解中的应用研究

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物理学报 2024年第3期73卷 72-81页

作者：谢国大潘攀任信钢冯乃星方明李迎松黄志祥安徽大学电子信息工程学院合肥230601 安徽大学智能计算与信号处理教育部重点实验室合肥230601

时域有限差分方法(finite-difference time-domain,FDTD(2,2))被广泛用于量子力学中薛定谔方程的求解,然而受Courant-Friedrichs-Lewy(CFL)条件的影响,计算空间中的网格尺寸会限制时间步长的取值范围,极大降低了FDTD(2,2)方法的数值计... 详细信息

时域有限差分方法(finite-difference time-domain,FDTD(2,2))被广泛用于量子力学中薛定谔方程的求解,然而受Courant-Friedrichs-Lewy(CFL)条件的影响,计算空间中的网格尺寸会限制时间步长的取值范围,极大降低了FDTD(2,2)方法的数值计算效率.另外,FDTD(2,2)方法在时间域和空间域只具有二阶数值精度,在计算中往往会导致较大的误差累计,影响仿真结果的正确性.为了克服这些问题,结合空间滤波方法(spatial filtering,SF)和高阶辛时域有限差分(symplectic finite-difference time-domain,SFDTD(3,4))方法(3和4分别表示时间和空间数值精度),提出了一种时间稳定性条件可扩展的SF-SFDTD(3,4)方法用于求解含时薛定谔方程.SF-SFDTD(3,4)方法无需对传统SFDTD(3,4)方法的迭代公式进行进一步的推导,只需要在每一次的数值迭代过程中加入空间滤波操作,滤除因采用不满足CFL条件的时间步长而产生的不稳定空间域高频分量,保证数值方法的稳定性,因此所提方法与传统SFDTD(3,4)方法具有较高的兼容性.同时,理论分析了SF-SFDTD(3,4)方法的数值色散误差.最后,通过数值算例验证了本文所提方法的正确性和有效性.

关键词：辛时域有限差分方法空间滤波方法时间稳定性条件薛定谔方程

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划分序乘积空间约简算法研究

系统工程理论与实践 2024年

作者：徐怡陶强安徽大学计算机科学与技术学院计算智能与信号处理教育部重点实验室(安徽大学)

多视角和多层次是粒计算(Granular Computing)中问题求解的两个基本原则．划分序乘积空间作为一种新的粒计算模型，遵循多视角和多层次的原则，能够从多个视角和多个层次来描述和解决问题．但是划分序乘积空间是一种格结构，在划分... 详细信息

多视角和多层次是粒计算(Granular Computing)中问题求解的两个基本原则．划分序乘积空间作为一种新的粒计算模型，遵循多视角和多层次的原则，能够从多个视角和多个层次来描述和解决问题．但是划分序乘积空间是一种格结构，在划分序乘积空间中寻找合适的问题求解层通常是一个NP难问题，特别是当视角和层次存在冗余时，会导致划分序乘积空间结构庞大且复杂．因此通过对视角和层次的约简，可以有效降低划分序乘积空间的复杂性．现有的度量指标，例如决策支持度、条件熵、最大包含度和距离度量等，不能有效的对视角、层次和属性进行约简，本文在划分序乘积空间中将距离度量、最大包含度和最大决策的概念相结合，引入了一种新的基于距离度量最大包含熵的单调不确定性度量标准．在此基础上，分别定义了视角重要度、层次重要度与属性重要度，并且分别给出了视角、层次和属性的约简算法，可以对多个视角进行约简、多个视角中的多个层次进行约简和对每个层次中的属性进行约简，有效降低了划分序乘积空间下的复杂度．实验结果证明了，所提约简算法的有效性．

关键词：多视角多层次视角约简层次约简属性约简划分序乘积空间距离度量

中压直流配电场景下混合型MMC过调制工况对运行稳定性的影响分析

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天津大学学报（自然科学与工程技术版） 2024年第2期57卷 123-136页

作者：肖迁徐劲贾宏杰穆云飞金昱陆文标智能电网教育部重点实验室(天津大学) 天津300072

混合型模块化多电平换流器(hybrid MMC)可通过过调制运行实现中压直流(MVDC)配电网的直流故障穿越.现有研究未充分分析过调制工况下混合型MMC的运行稳定性,无法满足中压直流配电网的运行需求.为此,本文通过与正常工况进行对比,分析了过... 详细信息

混合型模块化多电平换流器(hybrid MMC)可通过过调制运行实现中压直流(MVDC)配电网的直流故障穿越.现有研究未充分分析过调制工况下混合型MMC的运行稳定性,无法满足中压直流配电网的运行需求.为此,本文通过与正常工况进行对比,分析了过调制工况对混合型MMC运行稳定性的影响.首先,在电气与控制部分统一的dq坐标系下,构建考虑直流调制比的混合型MMC小信号模型,并将其与详细电磁暂态(EMT)仿真结果对比,验证所建立模型的准确性;其次,对比正常及过调制工况下的根轨迹,进而从控制参数可行域的角度分析了过调制工况对系统运行稳定性的影响;然后,基于主导模态特征根的虚部计算系统失稳时的振荡频率,并将其与相同控制参数下电磁暂态仿真结果进行对比,验证上述稳定性分析结果的正确性;最后,基于参与因子法计算各状态变量对于主导模态的参与程度,从而揭示对系统稳定性影响较大的关键状态变量.理论分析及仿真结果表明,混合型MMC的内部模态会随着交流及直流电流控制器参数的增大而逐渐趋于不稳定;相较于正常工况,过调制工况下混合型MMC控制参数可行域扩大,小信号稳定性提高.

关键词：中压直流配电网混合型模块化多电平换流器小信号建模稳定性分析根轨迹

基于直流母线电压信号的小型独立直流微电网自主平滑模式切换控制策略

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电工技术学报 2024年第10期39卷 3105-3117页

作者：翟凡李桂丹王议锋陈博王忠杰天津大学智能电网教育部重点实验室天津300072

在独立直流微电网中,储能系统(ESSs)和光伏(PV)是主要能源。在极端条件下,储能和光伏变换器需要进行工作模式切换以协调功率,为了优化切换性能,该文提出一种基于直流总线信号(DBS)的自主平滑模式切换控制策略,用于多个光伏电源和ESS的... 详细信息

在独立直流微电网中,储能系统(ESSs)和光伏(PV)是主要能源。在极端条件下,储能和光伏变换器需要进行工作模式切换以协调功率,为了优化切换性能,该文提出一种基于直流总线信号(DBS)的自主平滑模式切换控制策略,用于多个光伏电源和ESS的无通信协同工作,提高了系统的可靠性。针对多模式切换过程中的抖振和死锁问题,所提出的控制策略利用具有反馈抑制机制的PI控制器实现了在饱和与激活之间无缝切换。同时,为了进一步提升光伏能量的利用率,所提出的控制策略充分考虑了ESS的荷电状态(SOC),并使光伏电源能够直接参与直流母线电压的调节。此外,还对模式切换时间与控制器参数的设计进行了详细的分析建模,以优化模式切换性能。最后,建立了一个小型独立直流微电网实验系统,以验证所提出的直流微电网控制方法的可行性。

关键词：自主控制方案直流微电网储能系统(ESS) 光伏(PV)电力系统电力管理

基于模块度感知图自编码器的重叠社区发现模型

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清华大学学报(自然科学版) 2024年第8期 1319-1329页

作者：陈洁刘斌斌赵姝张燕平安徽大学计算机科学与技术学院计算智能与信号处理教育部重点实验室(安徽大学)

图自编码器模型作为网络表示学习的代表性方法，在链路预测和节点分类任务方面性能表现优异。然而，图自编码器模型在处理社区发现任务时通常只考虑局部节点连边的重建而忽略了社区全局结构的影响，尤其是在多个社区存在重叠节点的情况... 详细信息

图自编码器模型作为网络表示学习的代表性方法，在链路预测和节点分类任务方面性能表现优异。然而，图自编码器模型在处理社区发现任务时通常只考虑局部节点连边的重建而忽略了社区全局结构的影响，尤其是在多个社区存在重叠节点的情况下，难以准确判断节点归属关系和社区分布。针对此问题，该文提出了一种面向重叠社区发现的无监督模块度感知图自编码器模型(modularity-aware graph autoencoder model for overlapping community detection,GAME),GAME采用一种高效的模块度损失函数，该函数在网络嵌入过程中保留社区关系的同时，能重构损失并更新编码器的参数，以提高模型针对重叠社区发现任务的性能，进而将GAME得到的社区隶属度矩阵以概率-节点形式进行社区分配。该文提出的GAME在10个公开数据集上进行实验验证，并与主流的基于表示学习的重叠社区发现模型进行对比。实验结果表明：在归一化互信息(normalized mutual information,NMI)评估指标下，GAME模型性能优于主流模型，证明该模型有效。

关键词：社区发现重叠社区图自编码器模块度最大化社区隶属度矩阵