Comparative studies of configurations and preparation methods for direct methanol fuel cell electrodes

Catalyst-coated membrane (CCM) and catalyzed diffusion medium (CDM) prepared either by brush painting method or by spraying method were compared for direct methanol fuel cell (DMFC) anode and cathode. The pore structure and the morphology of the electrodes were characterized by mercury intrusion porosimetry (MIP) and scanning electron microscopy (SEM). Internal resistance corrected polarization curves were employed to separate the contribution of each compartment of the membrane electrode assembly (MEA) to the overall polarization. It was shown that the increased mass transport resistance in the anode diffusion layer made the anode in CDM form act as the methanol barrier. The CCM configuration and the increased pores in micron scales in the catalyst layer were in favor of improving the performance of both anode and cathode. Accounting for the effect of methanol permeation, the combination of the anode in CDM form prepared by brush painting method and the cathode in CCM form prepared by spraying method was finally selected as the optimized configuration for MEA, which had the highest DMFC performance under near-ambient conditions.     

农产品质量安全：呼唤深入的交叉研究

论文通过回顾我国农产品质量安全研究背景和评述我国农产品质量安全研究现状,发现我国当前有关农产品质量安全方面深入的交叉研究非常少见.论文指出,对于农产品质量安全这样一个典型的复杂课题,不仅应努力展开跨学科研究,而且需要实现学界、政界和业界的密切合作.     

基于组合方向的对偶单纯形法

线性规划问题已经在各行各业得到了应用。求解线性规划问题也得到了很大发展。该文提出了求解线性规划问题的一种新的改进算法,利用组合方向来改进对偶单纯形方法。通过对对偶问题可行域结构的分析,找到一个组合的可行下降方向,沿此方向迭代,将绕过很多极点,若绕过产生退化的极点,会很大程度上避免退化带来的停顿现象,提高算法的效率。     

求解无功优化的线性规划最钝角松弛法

采用最钝角松弛算法求解无功优化问题的线性规划模型,为解决线性化步长调整问题在该模型中增加了信赖域约束。首先,根据最钝角原理定义主元标的概念及其计算公式,计算各个不等式约束的主元标。然后,根据不等式约束的主元标值对其进行筛选,形成一个松弛的线性规划问题,用原始单纯形法对其求解。如果松弛问题的最优解能满足原问题的不等式约束,则直接获得原问题的最优解。否则,将所有剩余的约束条件全部添加到松弛模型中,得到改变约束条件顺序后的原问题,再用对偶单纯形法进行新的求解。该算法本质上是一种2阶段单纯形法,并且第二阶段的求解可以充分利用第一阶段松弛问题的解信息,大大提高第二阶段的计算效率。以5个试验系统和1个省级538节点实际系统为测试系统,通过与单纯形法、信赖域内点法进行比较,验证其有效性。     

基于改进遗传算法的无人机路径规划

针对传统遗传算法收敛速度慢、容易陷入局部最优、规划路径不够平滑、代价高等问题,提出了一种基于改进遗传算法的无人机（UAV）路径规划方法,该算法对遗传算法的选择算子、交叉算子和变异算子进行改进,从而规划出平滑、可飞的路径。首先,建立适合UAV田间信息获取的环境模型,并考虑UAV的目标函数与约束条件以建立适合本场景的更为复杂、精确的数学模型;然后,提出了混合无重串选择算子、非对称映射交叉算子和启发式多次变异算子,寻找最优路径以及扩大种群搜索范围;最后,采用三次B样条曲线对规划出的路径进行平滑,得到平滑的飞行路径,并且减少了算法的计算时间。实验结果表明,与传统遗传算法相比,所提算法的代价值降低了68%,收敛迭代次数减少了67%;相较蚁群优化（ACO）算法,其代价值降低了55%,收敛迭代次数减少了58%。通过大量对比实验得出,当交叉率的值为（1/染色体长度）时,算法的收敛效果最好。在不同环境下进行算法性能测试,结果表明所提算法具有很好的环境适应性,适合于复杂环境下的路径规划。     

基于改进NSGA-II的车间排产优化算法研究

针对NSGA-II算法在处理车间排产优化问题中出现的子代种群多样性差、收敛能力差等问题,提出了一种改进NSGA-II的车间排产优化算法。改进NSGA-II算法主要对传统NSGA-II算法的交叉和变异环节,提出新的改进自适应交叉和变异算子,通过对个体拥挤度与种群平均拥挤度进行对比,并结合种群迭代进化过程,将遗传概率与种群个体及种群进化迭代次数关联,避免盲目导向性,提高种群的收敛速度;提出新的均匀进化精英保留策略,通过自适应分层次选取种群个体,解决子代种群多样性差的问题。针对车间排产问题,选择“最大化最小交货提前期”和“最小化最大理想加工时间偏差”作为目标函数,运用改进NSGA-II算法进行实际工程的仿真分析,对比改进前后算法优化的结果,验证了算法的有效性,同时证明了其应用于实际生产排产调度问题的价值参考性。     

全局优化的蝴蝶优化算法

针对基本蝴蝶优化算法中存在的易陷入局部最优值、收敛速度慢等问题,提出一种全局优化的蝴蝶算法,引入limit阈值来限定蝴蝶优化算法陷入局部最优解的次数,从而改变算法易陷入早熟的问题,结合单纯形策略优化迭代后期位置较差的蝴蝶使种群能够较快地找到全局最优解;将正弦余弦算法作为局部算子融入BOA中,改善迭代后期种群多样性下降的缺陷,加快算法跳出局部最优。在仿真模拟实验中与多个算法进行对比,结果表明改进算法的寻优性能更好。     

基于惩罚项的热连轧轧制规程多目标函数优化

为了解决传统热连轧负荷分配优化普遍采用约束方法进行求解时求解步骤繁琐、不容易获得最优解的问题,提出了一种惩罚函数算法.通过引入函数惩罚项,将多目标函数约束求解问题转化为无约束求解问题.建立了带有惩罚项的轧制力、板形、功率和温度的单目标函数,进而采用线性加权求和法建立了综合多目标函数.利用Nelder和Mead单纯形解法则进行求解,简化了求解的步骤,最终得到了兼顾轧制力平衡、板形最优及温度合理的负荷分配方案.实际应用效果表明,与传统负荷分配方式相比,基于多目标优化得到的轧制规程更符合实际生产要求,具有良好的应用前景.     

Multi-objective optimization of rolling schedule based on cost function for tandem cold mill

In terms of tandem cold mill productivity and product quality, a multi-objective optimization model of rolling schedule based on cost fimction was proposed to determine the stand reductions, inter-stand tensions and rolling speeds for a specified product. The proposed schedule optimization model consists of several single cost fi.mctions, which take rolling force, motor power, inter-stand tension and stand reduction into consideration. The cost function, which can evaluate how far the rolling parameters are from the ideal values, was minimized using the Nelder-Mead simplex method. The proposed rolling schedule optimization method has been applied successfully to the 5-stand tandem cold mill in Tangsteel, and the results from a case study show that the proposed method is superior to those based on empirical formulae.     

基于改进粒子群算法的航班降落调度问题研究

航班降落调度是多约束的整数规划问题,也是组合优化中的典型NP难题之一.针对传统粒子群算法易陷入局部最优和求解组合优化问题能力不强的缺点,提出改进策略.改进的算法通过禁忌搜索策略生成初始粒子群以满足航班调度多约束的限制,引入遗传算法的交叉变异等操作以增强粒子群间信息交流能力,重新定义惯性权重和加速度因子,以增强粒子的多样性和收敛性,加入进化交叉算子以增强粒子的局部寻优能力.通过与修补遗传算法、罚函数遗传算法进行对比,经多次运行后的结果表明,提出的改进算法的局部搜索能力和全局搜索能力都得到增强,同时也验证了算法的可行性和有效性.