基于TOPSIS方法的自适应EWMA图多目标优化设计

针对自适应EWMA控制图的多目标优化设计问题,提出了一种基于三次函数的自适应EWMA图构造方法,将控制图的统计特性和经济特性同时作为目标函数,建立了自适应EWMA图的多目标优化设计模型,并基于TOPSIS方法给出了针对一个偏移区间的优化设计步骤。最后,将自适应EWMA控制图多目标优化设计方案与已有的自适应EWMA图统计性优化设计和EWMA图经济统计优化设计分别在统计特性和经济特性上进行比较,结果表明本文提出的优化设计方法在这两方面都具有良好的性能。     

具有可变抽样区间的残差MEWMA控制图

为了提高控制图监控多元自相关过程小波动的效率,研究具有可变抽样区间(VSI)的残差MEWMA控制图。首先,对残差MEWMA控制图进行可变抽样区间设计,用蒙特卡罗模拟方法计算其平均报警时间。其次,对所设计的可变抽样区间残差MEWMA与固定抽样区间的残差MEWMA进行比较研究。结果表明,可变抽样区间残差MEWMA控制图监控效率优于固定抽样区间的残差MEWMA控制图,能更快地发现过程中的变化。然后,通过对比研究得出,VSI残差MEWMA控制图的受控性能优于VSI MEWMA控制图。最后,研究平滑系数对过程监控性能的影响,得出过程波动较小时,采用较小的平滑系数;分析自相关系数对过程监控性能的影响关系,得出对于相同波动,相关系数越小,VSI MEWMA残差控制图的监控效果越好。     

MEWMA控制图失控信号的诊断

MEWMA控制图是最有应用价值的多元控制图之一.然而,当MEWMA图发出失控信号时,很难说明哪个变量或哪些变量处于失控状态.笔者利用主成分分析进行MEWMA控制图失控信号的诊断,并引用Lowry等人提出的实例进行了实证分析.     

基于梯形区间软约束的多目标优化预测控制算法研究

针对多变量控制系统在受到干扰时,自由度低、鲁棒性差的缺点,在三角区间软约束控制算法的基础上,提出一种基于梯形区间软约束的多目标预测控制算法。首先在容忍区间外设置梯形区间,使控制过程分为两个部分,以减小控制初期瞬态偏差对系统造成的影响;为了缓解工业过程中各控制目标相互耦合的问题,构建两个目标函数,并用迭代算法对ε-约束法进行改进,优化目标函数,以减小目标函数的求解误差,实现对多入多出系统的协调控制。通过对壳牌公司的重油分馏塔模型仿真实验,将三角区间软约束控制算法与该算法进行对比,结果表明该算法具有较好的鲁棒性和快速性。     

生物质循环流化床锅炉燃烧过程多目标经济预测控制

针对生物质循环流化床锅炉(CFBB)燃烧过程的多变量耦合、约束、非线性等复杂特性及多目标经济优化控制要求,提出一种生物质循环流化床锅炉燃烧过程的多目标经济模型预测控制策略。燃烧过程中将维持锅炉预期工况运行作为最重要控制目标,将燃烧经济性能作为次重要控制目标。通过引入字典序多目标优化和滚动时域控制原理,实现两个不同优先级燃烧控制目标的多目标经济模型预测控制器设计。最后通过仿真验证本文提出方法的有效性。     

一种基于近似模型管理的多目标优化方法

针对实际工程优化问题,为了提高效率和减少近似模型带来的误差,提出一种基于模型管理的多目标优化方法。利用加强径向基插值函数在整个寻优区域内构造目标和约束的近似模型,结合微型多目标遗传算法寻找当前非支配解。通过模型管理方法更新近似模型,并控制由于近似模型带来的误差和更新次数,最后将误差控制在一定范围内的多个非支配解当作实际问题的解。在测试函数中验证了此方法的效率及非支配解的精度和分布的均匀性。最后成功应用于车身薄壁构件的耐撞性优化中,表明了可用于求解复杂的工程优化问题。     

基于MMPC的无人汽车轨迹跟踪控制

提出了一种用于无人汽车轨迹跟踪的控制算法。首先,将兼顾安全性、舒适性的无人汽车轨迹跟踪控制问题转换为多约束模型预测控制(MMPC)问题;然后,将目标函数和多个变量约束转化为以拉格朗日乘子为决策变量的二次规划(QP)标准形式,并提出倒序乘子求解法求取拉格朗日乘子近似解,从而得到控制序列的次优解。将本文提出的倒序乘子求解法与常规QP求解方法进行对比,本文提出的算法在保证求解精度的前提下,大幅提升了求解效率。在Carsim-Matlab仿真平台上对本文提出的无人汽车轨迹跟踪MMPC控制器进行了仿真验证,结果表明所提出的控制方法具有良好的跟踪性能和实时性。     

考虑质量损失和预防维修策略下的VSI EWMA标准差控制图经济决策模型

为了提高控制图监控效率和降低过程质量损失成本,提出一种监控过程标准差的可变抽样区间(VSI)指数加权移动平均(EWMA)控制图联合经济设计方法。首先,在考虑质量损失和预防维修决策的前提下,构建VSI EWMA标准差控制图的联合经济决策模型,使期望损失函数最小确定控制图设计参数的最优值。其次,以期望损失函数为适应性函数,采用遗传算法寻找联合经济决策模型的最优解。然后,对VSI EWMA标准差控制图联合经济决策模型进行灵敏度分析,研究了控制图模型参数对设计参数与期望损失函数的影响关系。最后,最优性分析表明基于联合经济决策模型设计的VSI EWMA控制图具有较小的期望损失,在经济性方面优于静态EWMA控制图以及平均报警时间为准则设计的VSI EWMA控制图。     

基于ARMA(n,n-1)模型的统计质量控制图

将ARMA(n,n-1)模型应用到具有自相关性的生产过程中,提出了基于该模型的统计控制图.使用蒙特卡洛方法进行数据模拟,与其它文献比较可得,当生产过程平稳时,ARMA(n,n-1)控制图的性能要远远地超过ARMA(1,1)控制图;当生产过程不平稳时,ARMA(n,n-1)控制图也能达到预期目的.并在此基础上,设计了AR...     

多维EWMA控制图的企业危机动态预警研究

将企业危机演变视为财务向量序列由健康公司向危机公司转变的累积变异过程。利用VARMA模型的多变量均值拟合方法和EWMA控制图对过程变异的累加记忆特性,提出一个基于序贯概率比检验的累积变异危机决策规则,并通过向量自回归滑动平均拟合得到一个与Mahalanobis距离有关的算式,将其应用于EWMA控制图,构建了多维趋势型危机预警判别模式。实证表明,提出的模型能够很好地预测危机转变的时点和趋势,在中长期预测上优于传统的统计判别模型。     

地震动全非平稳时频谱统计模型及其在结构分析中的应用

针对传统的时域强度包络函数没有充分考虑地震动统计特性的不足，提出基于能量持时的地震动强度统计模型建立方法，获得不同场地类型的地震动强度包络统计模型及典型地震波。针对过滤白噪声型单峰型功率谱不能充分体现真实的地震动功率谱多峰性和强非平稳性的不足，采用更精准的多峰功率谱模型。在此基础上，基于小波包变换提出时变功率谱（演变谱）的统计模型和等效函数模型，二者均满足时频域的边缘条件及非负性，且可精准而细致地表征时频非平稳性。通过算例证明按照时变功率谱统计模型及其等效函数模型在结构进行随机响应分析时相比于传统的功率谱函数模型具有更高的精度。     

基于田口质量损失函数的控制图优化设计

由于在生产实际中存在大量非正态过程,传统控制图将失去其有效性.针对实际生产过程中质量特性不服从正态分布的情况,以Burr分布作为非正态数据的近似分布,结合均值随机漂移和田口质量损失函数,给出(X)图的经济统计最优设计方法;根据过程输出数据,提出最优样本容量及控制限的选择.数值计算的结果显示该方法可靠;通过灵敏度分析,研究了各参数对最优设计的影响.     

飞机总体设计中的一种多目标鲁棒优化方法

 提出一种基于灵敏度的多目标鲁棒优化方法。针对各维设计变量存在扰动的情况,在原约束多目标优化模型上,附加偏差目标函数,并采用最差估计法对约束条件进行鲁棒可行性调整。采用全局敏度方程方法来计算目标函数和约束函数对设计变量的敏度,进而采用Pareto遗传算法搜索约束多目标优化问题的非劣解集,设计者可以根据不同的设计准则从中选择合适的设计点。将上述方法用于飞机总体参数优化设计,并与采用常规优化方法所得的优化结果进行了分析和比较。     

面向质量目标的Q控制图设计

针对大批量生产开始阶段的过程监控,提出了一种基于预定质量目标的Q控制图监控方法.其基本思路是利用面向质量目标的统计公差技术与Q控制图相结合应用,以实现大批量过程开始阶段均值和方差未知时面向质量目标的过程监控.基于质量目标建立统计公差(CP*,k*),并将该统计公差转化为基于给定置信概率的对CP和k的估计值的判定条件.通过案例分析,面向质量目标的Q控制图能够在过程保持受控状态的前提下以一定置信概率保证质量目标.     

基于LINGO的冷热电三联供系统优化设计

本文建立了一个冷热电三联供(CCHP)系统优化数学模型,以年总运行成本最小为目标函数,将系统的经济性、环保性、节能性评价指标整合到一个优化模型当中。其中环保性以二氧化碳排放税的形式在目标函数中反映,同时,系统的节能性评价指标在约束条件中体现,最后利用LINGO软件对实际工程进行了优化计算,并定性分析了节能性、环保性因素的影响。     

桥梁模态频率异常变化的概率检测方法及例证

针对实测模态频率的随机性,提出基于概率统计理论的桥梁结构模态频率异常变化的检测方法。建立桥梁实测模态频率与结构温度的BP神经网络模型,进而消除温度对模态频率的影响,在此基础上采用核密度估计方法得到消除温度影响的模态频率的累积分布函数,然后采用标准正态分布的逆函数将累积分布函数转换为Q统计量,最后利用Q统计量建立用于频率异常检测的均值控制图。假设检验结果表明,Q统计量服从正态分布,从而解决了消除温度影响后的模态频率仍非正态的问题,从而满足了控制图对随机变量正态性的要求。分析结果表明,基于控制图的概率检测方法对桥梁模态频率的异常数据具有良好的敏感性。该方法可为大跨度桥梁健康监测数据的分析与应用提供参考。     

基于 BP 神经网络的多基色打印机光谱特性化

目的实现多基色打印机的光谱特性化。方法结合光谱降维和光谱重构方法建立了多基色打印机光谱特性化BP神经网络模型,并提出了基于人眼视觉特性加权的目标函数。结果在基于BP神经网络的多基色打印机光谱特性化中,当目标函数未进行人眼视觉特性加权时,光谱精度和色度精度分别为0.0285和2.8614,当采用人眼视觉特性加权目标函数后,光谱精度和色度精度分别为0.0166和1.2247。结论在基于BP神经网络的多基色打印机光谱特性化中,使用基于人眼视觉特性加权的目标函数可兼顾光谱与色度2个因素,其光谱特性化效果更优。     

基于多目标优化PID的纸浆浓度控制系统

目的 针对纸浆浓度PID控制系统在时滞性、稳定性、耦合性方面的不足,提出一种基于多目标优化的纸浆浓度PID控制方法.方法 对纸浆生产工艺进行分析,结合纸浆浓度PID控制系统,设定多属性的决策变量,建立对应的目标函数和约束条件;从质量、产量、成本、环境等4个方面对纸浆浓度PID控制过程进行多目标优化,构建基于多目标优化的纸浆浓度PID控制模型;采用改进量子粒子群算法对多目标优化模型进行求解,获得Pareto最优纸浆浓度控制方案;将建模方法、优化算法、优选方法进行耦合,从而形成"建模-求解-优选"全过程的纸浆浓度控制方法.结果 通过对纸浆浓度控制优化前后的决策变量进行比较分析可知,多目标优化PID控制方法在评价指标方面满足了质优、高产、低耗的多目标优化的可控性要求;相较于传统PID控制方法,IPSO-PID控制方法的响应速度更快,具有更好的鲁棒性;在PID参数优化方面,文中的优化模型整定控制参数在0.05 s内达到稳态阶段,稳态误差更低,具有更好的稳定性.结论 在保证系统鲁棒性的同时,基于多目标优化算法的纸浆浓度PID控制系统可实现对纸浆浓度的精确性和稳定性控制,更好地满足实际工业生产的要求,确保纸张质量的品质.     

离散变量优化设计的方向下降速率搜索法

根据离散变量优化设计的特点,提出了方向下降速率搜索方法。针对具有单调性的一类目标函数、约束函数的优化设计问题,提出了一种在可行集外由目标函数最小的点出发,沿目标函数增加最小,约束函数降低最多的方向逐步搜索,逐步靠近可集边界的方向下降速度搜索法。