Cooperative Multi-Agent Reinforcement Learning with Constraint-Reduced DCOP

Cooperative multi-agent reinforcement learning (MARL) is an important topic in the field of artificial intelligence,in which distributed constraint optimization (DCOP) algorithms have been widely used to coordinate the actions of multiple agents.However,dense communication among agents affects the practicability of DCOP algorithms.In this paper,we propose a novel DCOP algorithm dealing with the previous DCOP algorithms' communication problem by reducing constraints.The contributions of this paper are primarily threefold:① It is proved that removing constraints can effectively reduce the communication burden of DCOP algorithms.② An criterion is provided to identify insignificant constraints whose elimination doesn't have a great impact on the performance of the whole system.③ A constraint-reduced DCOP algorithm is proposed by adopting a variant of spectral clustering algorithm to detect and eliminate the insignificant constraints.Our algorithm reduces the communication burdern of the benchmark DCOP algorithm while keeping its overall performance unaffected.The performance of constraint-reduced DCOP algorithm is evaluated on four configurations of cooperative sensor networks.The effectiveness of communication reduction is also verified by comparisons between the constraint-reduced DCOP and the benchmark DCOP.     

Analysis of the Micro-Rotation Compliant Mechanism Based on the Corner-Filleted Flexure Hinges

基于直梁圆角型柔性铰链的小转角柔顺机构

鄢永耀^1,2,刘伟¹ ,颜昌翔¹ ,付锦江^1,2

（1.中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所,吉林 130033;

2.中国科学院大学,北京 100049）

创新点说明：

1）通过对称变换和坐标平移的方法较为简单方便的推导出了直梁圆角型柔性铰链的柔度公式;

2）设计了一种由8个直梁圆角型柔性铰链组成的适用于某快速微调装置中的小转角柔顺机构

研究目的：

根据研究的直梁圆角型柔性铰链柔度公式及小转角柔顺机构力学特性,对某快速微调机构的旋转部分进行结构设计及优化。

研究方法：

1）对称变换及坐标变换的方法（理论计算）;

2）三维建模和有限元分析;

3）建立优化模型及运用matlab软件的fmincon优化指令。

结果：

1）推导了直梁圆角型柔性铰链的柔度公式;

2）设计了小转角柔顺机构,并推导出了工作力矩/刚度的理论公式;

3）根据某快速微调机构的技术要求,进行了结构设计及优化。

结论：

1）本文通过采用对称变换及坐标变换的方法,相比于传统的微积分直接计算更加简单方便的推导出了倒圆角柔性铰链的柔度公式,经验证,理论推导的结果与有限元结果比较大体一致,误差不超过8%。

2）结合此倒圆角柔性铰链的柔度公式,研究出一种一维旋转机构——小转角柔性机构,并推导出工作力矩/刚度的理论公式,分析了结构参数对工作刚度的影响,通过有限元分析及测试实验验证了柔性机构的力矩理论公式准确可靠。

3）根据某空间项目的技术要求,设计了相应的小转角柔性机构,并通过优化模型对此柔性机构进行了尺寸优化使得其满足约束条件的同时工作力矩尽量小。

关键词：柔性铰链,直梁圆角,柔顺机构,刚度,优化,理论模型

     

电站锅炉烟气余热利用现状分析

介绍了电站锅炉烟气余热回收的现状,指出了余热回收、利用、发展3个阶段的特点,表明余热方案系统越来越复杂,节能效果越来越好,方案可选择性越来越多,需要优化.总结了余热方案优化常用的优化目标和优化方法.     

利用测距值优化的室内三维定位算法

为了解决实际误差分布与假设误差分布不匹配导致最小二乘三维定位算法精度较低的问题,提出一种基于测距值优化的最小二乘室内三维定位算法.结合残差修正、Cayley-Menger行列式及空间四面体几何约束,利用非线性规划方法优化测距值,使测距误差符合高斯分布特性,从而提高最小二乘三维定位算法的定位精度.实验对比分析结果显示,所提算法具有较高的定位精度及稳定性.     

基于狄杰斯特拉算法的蔬菜种植和配送最优化

采用狄杰斯特拉(Dijkstra)最优化理论,对城市周边的蔬菜种植和配送建立数学模型,在考虑增加蔬菜种植量同时各蔬菜销售点的短缺量一律不超过需求量的30%的情况下,实现了总短缺补偿和运费补贴最少。对"菜篮子工程"具有一定的指导意义和应用价值。     

Study of probability integration method parameter inversion by the genetic algorithm

In order to obtain accurate probability integration method(PIM) parameters for surface movement of multi-panel mining, a genetic algorithm(GA) was used to optimize the parameters. As the measured surface movement is affected by more than one mining panel, traditional PIM parameter inversion model is difficult to ensure the reliability of the results due to the complexity of rock movement. With crossover,mutation and selection operators, GA can perform a global optimization search and has high computation efficiency. Compared with the pattern search algorithm, the fitness function can avoid falling into local minima traps. GA reduces the risk of local minima traps which improves the accuracy and reliability with the mutation mechanism. Application at Xuehu colliery shows that GA can be used to inverse the PIM parameters for multi-panel surface movement observation, and reliable results can be obtained. The research provides a new way for back-analysis of PIM parameters for mining subsidence under complex conditions.     

基于EEG的驾驶持续性注意水平PSO-SVM识别模型

为了对驾驶持续性注意水平予以有效识别,基于脑电( EEG)信号特征指标构建了一种持续性注意水平识别方法. 以驾驶行为绩效为客观测评指标,提出了一种驾驶持续性注意水平等级划分方法. 在此基础上,选取驾驶员EEG波段 (θ(4~8 Hz)、α(8~13 Hz)、β(13~30 Hz))的频谱幅值及其组合指标(α+β)/β、α/β、(θ+α)/(α+β)、θ/β、(α+β)/θ作为特征指标,将粒子群优化( PSO)算法与支持向量机( SVM)相结合,构建了驾驶持续性注意水平识别算法. 最后,基于驾驶模拟器实验数据对该模型予以试算. 结果表明模型识别平均正确率可达93. 02℅.该方法可用于对驾驶员持续性注意水平的识别.     

基于粒子群算法的城市接驳公交网络优化调度方法

为提高公共交通分担能力和解决轨道交通与交通出行起讫点之间的公共交通接驳优化调度问题,提出了轨道与公交的接驳公交网络优化模型.模型主要考虑不同接驳站点在不同时间对轨道交通和交通出行起讫点之间的接驳需求建立多目标模型.分析选用粒子群算法对所建立的多目标优化模型进行分析求解,比较了在轨道接驳需求下多种车队规模的调度线路、时刻安排状况,得到轨道线路邻近区域内接驳网络的优化调度,当车队规模在定值时即可满足接驳轨道交通的换乘需求,优化调度使得平均满载率显著下降,另外,验证了接驳公交网络基于粒子群算法的优化调度可有效降低营运消耗.     

基于火积耗散原理的热网加热器优化设计与分析

为使热网加热器具有最优的换热性能,基于粒子群优化算法,以火积耗散数为目标函数,提出热网加热器优化设计的最小火积耗散优化方法.与传统的热网加热器设计计算不同,本文的优化设计不预先设定热网加热器的结构,通过优化确定热网加热器的最佳尺寸,同时,热网加热器优化设计考虑了工质的相变,以潜热修正值对壳侧蒸汽凝结的对流换热系数进行修正.对一热网加热器优化设计结果表明,通过优化设计,热网加热器的效能增加7.8%,同时热网加热器功率消耗下降19.6%,表明当热网加热器的热力性能最优时,其功耗达最小值.     

低功耗电流模互连电路的快速优化设计方法

为对低功耗电流模互连电路进行快速优化,提出了一种"自顶向下"的动态驱动电流模互连电路的快速优化设计方法.方法首先对动态驱动电流模电路进行行为级建模,并采用MATLAB对数据进行处理优化电路功耗,确定出最优的电流源电流大小.然后利用"2ID/gm"方法,快速而准确地确定出相应MOS管尺寸.同时,也对"2ID/gm"的模拟集成电路设计方法,进行了较为详细的理论分析.仿真结果表明:使用该方法确定出的MOS管尺寸得到的性能十分接近设计指标,只需通过少量修改便可完成设计.该方法大大提高了设计效率.