平面并联机构位置正解的改进粒子群算法

根据杆长约束条件,给出了求解3-RPR平面并联机构位置正解的无约束优化模型.针对标准粒子群算法容易陷入局部极值、进化后期收敛速度慢等缺点,提出了一种基于新的差异度评价指标的改进粒子群算法--自适应变异粒子群算法.采用自适应变异粒子群算法求并联机构位置正解中的优化问题.数值实例表明,改进粒子群算法能求出全部装配构型,且收敛速度较快、精度较高.     

基于改进粒子群算法的无人直升机航路规划

针对山区环境下无人直升机航路规划的问题,提出了一种改进粒子群算法.首先建立航路规划数学模型,将路径长度、飞行高度和威胁指数引入适应度函数;然后采用惯性权重因子调节算法的全局和局部搜索能力,利用选择操作和杂交操作增加种群的多样性,避免陷入局部最优;最后当种群陷入局部极值时,采用变异算子跳出局部最优解.将该算法和传统粒子群算法比较,仿真结果表明,该算法可以避免陷入局部最优,缩短搜索时间,较快得到全局最优路径.     

基于改进粒子群算法的白车身焊接路径优化

为优化白车身焊接路径,提高焊接效率,提出一种改进粒子群算法,在传统粒子群算法思想的基础上,将算法寻优过程分为追随和盘旋两部分.基于较近原则生成初始粒子,以减少种群规模,加快收敛速度;在追随部分,通过个体极值追随全局极值和随机原始参考值以贪婪重组的方式重新生成粒子,在增强算法局部寻优能力的同时加快算法的收敛速度;在盘旋部分,采用多次局部调序的策略,通过随机调整粒子局部排列序,保证算法种群的多样性,防止陷入局部最优解;从种群进化代数和种群个体适应度函数值实现算法各参数的自适应调节,加快收敛速度;对粒子个体采取精英保留策略,保留最优粒子.算法通过Matlab平台实现,实验仿真结果表明,提出的改进粒子群算法对于中小规模的白车身焊点旅行推销员问题(Travelling Salesman Problem,TSP)有良好的寻优能力.     

解决零等待多产品厂调度问题的改进粒子群算法

针对零等待多产品厂调度问题的总流程时间最小化问题,提出一种改进粒子群算法。在该类问题中,产品在每台设备上的操作包括调整、加工和移除三部分,并以零等待方式进行生产。对生产过程的特殊性建立了调度问题的数学模型,在分析了标准粒子群算法所固有的缺陷的基础上提出一种带有创新因子的改进粒子群算法。通过在粒子的位置更新公式中加入创新因子,提高了粒子的随机性,使粒子不再单纯跟踪个体极值和群体极值,避免了粒子快速聚集到群体极值周围,同时扩大了搜索范围,使粒子获得了更好的"探索"能力,增强了种群在进化过程中的多样性,防止算法陷入局部最优,提高了算法的全局搜索能力。通过对不同规模问题的仿真求解,改进算法的优化结果明显优于标准粒子群算法和遗传算法,表明了改进算法的有效性和优越性。最后,仿真讨论了非零调整时间和非零移除时间对调度结果的影响。     

一种动态邻域的多目标粒子群优化算法

针对粒子群算法在多目标优化问题中存在收敛性差,容易陷入局部最优等缺陷,提出了一种改进的粒子群优化算法。该算法在原有的粒子群算法上增加了两个操作:一是引入了一种变异算子,该变异算子为正态分布随机变异算子,可以使粒子在邻域内随机变异,使其在精英解集中搜索;二是在个体最优位置选取时,对未进入过精英解集的粒子进行变异,使其在新的可行域中寻找,从而加快粒子的收敛速度。经过测试函数验证,该算法可以加快粒子的收敛速度,使粒子更快找到最优解,提高解的收敛性。     

自适应变异粒子群算法实现的回转支承运动控制系统优化

以提高回转支承运动控制系统响应性能和速度跟随性能为目的,提出了一种自适应变异粒子群算法来优化系统内部速度环PI控制器参数,从而优化系统运动控制性能的方法。将遗传算法中的变异操作引入粒子群算法中,加入粒子变异环节,形成自适应变异粒子群算法,该算法能够克服普通粒子群算法易陷入局部最优的缺陷,同时消除控制器初始参数选择不当对系统性能的影响。将仿真所得PI控制器参数输入所搭建的系统中,实验结果显示该控制策略取得了满意的控制效果。     

改进的PSO及其在结晶器液位控制中的应用

针对粒子群算法存在的易于陷入局部极值和收敛速度慢等不足，提出了基于变惯性权重和多种群并行寻优策略的，通过多种群寻优策略来解决陷入局部极值的问题，利用变惯性权重的方法提高收敛速度。并将改进粒子群算法在连铸结晶器液位PID控制器参数自整定中进行了应用研究，仿真结果表明了此算法在PID参数的自整定过程中的有效性。     

改进的粒子群算法在圆锥滚子轴承优化设计中的应用

给出了基于改进粒子群算法的圆锥滚子轴承优化设计方法.该算法通过对每一次进化计算后记忆中的最优粒子进行随机摄动操作来提高解的精度和算法的搜索效率,同时对种群中的最差粒子重新进行初始化来保持种群的多样性以避免陷入局部最优解;并采用惩罚函数法来处理约束,取得了较好的效果.计算实例表明该方法高效可行, 优化结果可直接作为工程设计的参考.     

基于改进粒子群优化LSSVM的短期电力负荷预测

电力系统正常运行时,负荷预测是其运行和规划的重要依据之一。因此,针对粒子群算法(Particle Swarm Optimization,PSO)优化最小二乘支持向量机(Least Square Support Vector Machine,LSSVM)存在的速度变化梯度方向产生的非最优粒子问题,提出了一种基于自适应粒子群优化LSSVM参数的短期电力负荷预测方法。该预测模型在保持PSO优点的基础上,引入了自适应步长,使PSO在速度梯度上找到更优的粒子;引入遗传算法的变异操作保持粒子群的多样性,减小算法陷入局部极值的可能。随后将自适应PSO对LSSVM回归估计方法的参数进行优化,得到自适应PSO-LSSVM。最后将该方法应用于短期电力负荷预测。     

膜计算多粒子群算法

针对粒子群(Particle swam optimization, PSO)算法进化后期收敛速度较慢,易陷入局部极值点,精度较差等不足,提出膜计算多粒子群(MC-MPSO)算法。在该算法中,将原始PSO、标准PSO、中值导向粒子群(MPSO)、扩展粒子群(EPSO)、多作用力粒子群(MFPSO)、两阶段作用力粒子群(TFPSO)等六种具有不同优点的粒子群算法分别放入六个基本膜内,提出MC-MPSO算法的膜间交流与粒子更新机制,在进化前期,各粒子群算法按自身机制进行搜索寻优,即各基本膜各自进化来充分发挥各基本膜内算法的优点;在进化后期,各基本膜内算法与比自身更好的表层膜内最优解粒子交流,各表层膜逐步吞并搜索能力较差的基本膜,而最适合问题优化求解的基本膜长大并按照表层膜输出,使MC-MPSO算法集成了基本膜内六种粒子群算法的各自优势,并具有适应不同类型优化求解问题的寻优能力。通过与基本膜内六种粒子群算法的测试对比,与遗传算法、鱼群算法及其他基于膜计算的粒子群算法的比较,证明了MC-MPSO算法具有更好的寻优能力和适用性。最后,将MC-MPSO算法应用于串联和桥式系统可靠性优化问题,验证了所提算法的有效性。     

Quantum Cooperative Robotics and Autonomy

The intersection of Quantum Technologies and Robotics Autonomy is explored in the present paper.The two areas are brought together in establishing an interdisci...     

考虑进油孔有限长滑动轴承油膜力的近似解析解

针对具有进油孔的有限长滑动轴承油膜力求解问题,采用变分原理和分离变量法,求得了有限长滑动轴承油膜压力分布的近似解析表达式。将油膜压力分布的近似解析表达式在油膜存在区域上进行积分,即得到了油膜力。将提出的计算有限长滑动轴承油膜力方法与无限长轴承模型、有限元方法的计算结果进行了比较,发现了提出的方法与有限元方法的计算结果很接近。最后,研究了进油孔位置和进油压力对油膜存在区域、油膜力等的影响,研究结果表明进油孔位置和进油压力对油膜存在区域和油膜力有较大的影响。     

基于多目标非支配解提取法的电力系统无功优化

针对传统的电力系统多目标粒子群优化算法采用权重系数法将多目标转化为单目标,从而忽视了各目标函数间的竞争关系这一问题,提出将非支配解提取法运用到电力系统多目标无功优化中,并设定了一套提取规则,以电力系统中的有功网损、电压偏差和电压稳定裕度为目标,使目标在充分竞争的情况下得出Pareto最优解,利用IEEE-14节点系统对多目标非支配解提取法的电力系统无功优化进行了仿真测试。研究结果表明,该算法一次运行可以得出多组非支配解,既有偏向单个目标的解也有兼顾所有目标的解,克服了权重系数法的盲目性和单一性,可使电力决策者根据实际问题选择最优解,具有较好的灵活性与多样性。     

On the Relation of Load to Average Gap in the Contact Between Surfaces with Longitudinal Roughness

A computer simulation model for the contact between longitudinally-oriented rough surfaces has been formulated. This model closely duplicates the actual surf ace contact deformation behavior by taking into account the elastic interactions between the asperities. There were no assumptions made about the shapes, or any deformation behavior of the asperities, except for their obeying the laws of elasticity. The plastic deformations on the high asperity peaks were taken into account by setting a ceiling on their contact pressures at the material hardness value. The simulations used real surface profiles which were digitized from unworn circumferentially ground steel surfaces. Each pair of these profiles was mathematically combined to form an equivalent rough profile pressing against an infinitely rigid flat and having the appropriately adjusted elastic modulus. A total of 28 different pairs of profiles were used in the simulations. Each contacting pair was subjected to 30 different load levels and the local contact pressures and deformations were calculated. The contact simulations yielded some important mathematical relationships between parameters, such as the real area of contact, average gap, and average asperity load through statistical curve fitting. Two analytical functions were generated to relate the average load to average gap and the real area of contact to load.     

三绕组变压器的双绕组等效建模及在Matpower中的应用

针对实际电网存在着大量的三绕组变压器,但国际上一些著名商业软件,如BPA仿真软件、Matpower这一权威潮流计算开源软件,均只提供双绕组变压器模型,限制了其在具有三绕组变压器的电力系统中的应用的问题,潮流计算是自主开发的电力系统各种应用软件的核心模块,因此依托国际权威开源程序进行二次开发,是一种较好的选择。对Matpower要求的数据格式进行了归纳,对变压器的一般的等值电路及带理想变压器的等值电路和带标幺值的等值电路进行了分析研究,提出了三绕组变压器转换为双绕组等效模型的建模方法,使得原先只适应双绕组变压器的潮流计算软件可以适用于三绕组变压器电网的潮流计算;最后以Matpower软件为例进行了案例计算,并用PSASP仿真软件进行对比验证。研究结果证明,所提出的建模方法是有效的。     

Hybrid inversion method for equivalent electric charge of thunder cloud based on multi-station atmospheric electric field

This article proposes the hybrid method to inverse the equivalent electric charge of thunder cloud based on the data of multi-station atmospheric electric field. Firstly,the method combines the genetic algorithm( GA) and New ton method through the mosaic hybrid structure. In addition,the thunder cloud equivalent charge is inversed based on the forw ard modeling results by giving the parameters of the thunder cloud charge structure. Then an ideal model is built to examine the performance compared to the nonlinear least squares method. Finally,a typical thunderstorms process in Nanjing is analyzed by Genetic-New ton algorithm with the help of weather radar. The results show the proposed method has the strong global searching capability so that the problem of initial value selection can be solved effectively,as well as gets the better inversion results. Furthermore,the mosaic hybrid structure can absorb the advantages of tw o algorithms better,and the inversion position is consistent with the strongest radar echo.The inversion results find the upper negative charge is small and can be ignored,w hich means the triple-polarity charge structure is relatively scientific,w hich could give some references to the research like lightning forecasting,location tracking.     

虚拟式流体参量集成测试系统及其实现

为了实现对流体参量的自动测量,运用虚拟仪器设计思想,采用组件技术、海量数据存储技术及仪器通用化设计方法,设计并实现了虚拟式流体参量集成测试系统.该系统能同时对流体的温度、压力和流量等进行动态测试.实验室演示表明,该集成测试系统性能稳定,操作简单,功能较强大.     

电站锅炉模糊风险评价方法研究与应用

针对电站锅炉风险等级评价问题,将模糊综合评价技术应用到电站锅炉风险等级评价中。开展了电站锅炉失效影响因素及模糊评价因素的重要程度分析,建立了一套科学合理适于在线评价的电站锅炉风险评价体系,提出了模糊综合评价技术与改进的模糊层次分析法相结合的模糊风险评价方法,利用改进的模糊层次分析法计算了指标体系中各层指标权重。对某一台电站锅炉的实际运行工况影响子因素进行了模糊风险评价,采用模糊合成算子进行模糊综合运算得到电了站锅炉运行工况影响子因素的评价向量。研究结果表明:电站锅炉的运行工况影响子因素的风险评价等级为第6级,失效可能性等级为小,该电站锅炉运行工况良好。     

交通荷载作用下桥梁结构参数识别方法

应用动力节点加载法,将作用在桥梁上的交通荷载转化为等效节点荷载,再用两步构造法识别结构物理参数.第1步,用Newmark-β方法变换结构运动方程,并用结构的加速度响应求得变换空间内的位移、速度和加速度响应;第2步,基于最小二乘原理,构造出变换空间内求解结构参数的递推式,进行结构物理参数识别.数值模拟结果表明,在交通荷载作用下,该方法能够快速、准确地进行桥梁结构参数识别.