带自适应动态变异和二次变异的差分进化算法

为解决差分进化算法在解决多目标优化问题时的多样性与收敛性之间的平衡维持难题,首先提出了一种基于自适应动态变异和非支配解二次变异的改进差分进化算法。该算法的核心是将前N代进化的群体多样性值作为多样性判别准则,根据群体多样性变化情况自适应地选择对应的变异算子产生新个体;其次提出通过对所存档Pareto非支配解进行二次变异来增加新个体解群的优解质量和数量,以同时改进算法的多样性和收敛速度。仿真结果表明,与标准差分进化算法和改进的基于分类排序的Pareto遗传算法相比,所提算法在收敛性、分布性与分散度性能指标上都有较好的表现,多样性和收敛性之间的平衡维持能力则远优于另两种算法。     

基于新自适应差分进化算法的Magic Formula轮胎模型参数辨识方法

针对传统差分进化法固定的控制参数设置与进化策略难以适应复杂多变的问题的状况,提出一种新的自适应差分进化方法,并将其应用于魔术公式(Magic formula,MF)轮胎模型的参数辨识中以解决其参数辨识难的问题。该方法结合基于成功进化个体的控制参数选择策略以及基于双审判矢量的进化策略,实现控制参数的有效自适应。通过对纯侧偏工况下轮胎数据的侧向力和回正力矩参数辨识,证明该方法比另外两种先进的自适应差分进化算法IOA和SspDE具备更好的全局优化与快速收敛能力,也比传统的数值优化Levenberg-Marquardt方法识别精度更高,是辨识MF轮胎模型参数的一种有效手段。     

双向随机多策略变异的自适应差分进化算法

针对差分进化算法中局部搜索和全局搜索之间的均衡难题,设计了一个基于符号函数的多策略变异算子,进而提出一种改进的自适应差分进化算法。新算法为提高跳出局部最优和搜索到全局最优解的可能性,用正负随机数代替了原有的变异率F,实现了两个方向上的随机搜索。同时为进一步简化参数选择过程,提高算法的寻优性能和通用性,新算法还设计了交叉率CR的两区间选择策略,在进化过程中通过学习以往的成功经验,实现自适应调整。对比实验结果表明,该算法具有更快的精确寻优和跳出局部最优的能力。     

并联机构位置正解的自适应差分进化算法

根据杆长约束条件,建立求6自由度一般6-SPS并联机构位置正解的无约束优化模型,再应用差分进化(Differential evolution,DE)算法求解该问题。针对基本DE算法可能出现进化停滞或陷入局部极值区域的缺点,提出一种引入新个体的自适应策略,以增强算法全局优化性能。将引入新个体的自适应策略融入DE算法,并使用混合变异算子及基于三角函数扰动的缩放因子和交叉因子,形成自适应差分进化(Adaptive DE,ADE)算法。数值结果表明,对于一般6-SPS并联机构正运动学分析问题,ADE算法能以较少计算开销求出全部高精度位置正解。通过与基本DE算法、自适应变异粒子群算法和改进人工蜂群算法比较,验证了ADE算法的收敛精度和计算稳健性指标优于对比算法。     

融合自适应邻域差分进化的FastSLAM算法

机器人导航与建图中FastSLAM算法应用最广,但FastSLAM算法存在较多的问题,对算法中存在粒子集退化、重采样中丢失粒子多样性问题进行研究,研究结果表明,融合了自适应邻域差分进化算法的AMNDE-FastSLAM算法能有效改善这一问题。AMNDE-FastSLAM算法根据FastSLAM算法中的运动模型对粒子进行位姿估计更新,从建议分布中提取粒子,将FastSLAM算法中的重采样步骤替换为具有自适应能力的改进邻域差分进化算法。最后的实验结果表明,与传统的FastSLAM算法相比,AMNDE-FastSLAM算法具有更好的鲁棒性,在处理机器人被"绑架"问题上收敛速度更快、更优。     

结合机械设计约束处理的差分进化算法

针对机械设计中的约束优化问题,提出了改进约束处理的自适应罚函数法。结合一般机械约束优化问题维数不高和差分进化算法简单、高效的特点,应用差分进化算法容易求得机械约束优化问题的全局最优解。给出了2个机械约束优化的数值实例,与已有的文献结果比较,表明新方法处理机械约束优化问题稳健且有效。     

修正的差分进化算法在系统可靠性中的应用

提出了一种修正的差分进化算法(MDE)以解决4种系统可靠性问题,它们分别为串联系统、复杂(桥)系统、串并联系统和超速保护系统.MDE算法对DE算法的变异操作进行了一种有效的改进,使得所有解向量以递增的概率朝全局最优解方向移动.另外,罚函数法被用来处理目标函数值和资源约束之间的关系.相应地,通过结合MDE算法和罚函数法以获得令人满意的可行解.实验结果表明,MDE算法所获得的4种系统的可靠性都要好于文献中所报道的结果,分别为0.931 682、0.999 889 63、0.999 976 65和0.999 955.     

基于差分进化算法的燃气轮机精确特性预测研究

综合运用了差分进化算法和自适应建模技术对燃气轮机的精确特性进行寻优预测。针对同一系列燃气轮机机组的差异性,采用原型机组的通用特性,基于燃气轮机热力模型,结合实际机组的测量参数和控制条件,引入较为完备的自适应数学目标函数,应用差分进化算法获取燃气轮机部件的精确特性。实例计算结果表明:差分进化算法在保证解的质量的同时提高了收敛的速度,可为燃气轮机特性的校正和预测提供一种新的方法。     

基于自适应差分进化算法的三轴光电跟踪策略

为解决传统两轴光电跟踪系统的跟踪盲区问题,实现空间目标的全方位跟踪,提出一种存在冗余自由度的三轴光电跟踪系统。在详细分析三轴光电跟踪系统运动学特性的基础上,运用四元数方法建立三轴光电跟踪系统运动学模型,并提出一种基于自适应差分进化算法的三轴全方位光电跟踪策略。通过对系统运动学模型进行分析,得到三轴转动角度之间的关系,从而将求取三轴转角增量组合的三变量优化问题简化为单变量优化问题,并将自适应差分进化算法应用于求取三轴角增量的最优组合当中。仿真和试验结果证明,此三轴光电跟踪策略避免以往三轴跟踪系统在跟踪过程中进行两轴切换的不连续性,可以真正实现系统的三轴联动全方位连续跟踪运动;同时,与现有的其他跟踪策略相比较,该三轴跟踪策略能够以更小的三轴转动角度实现目标的跟踪定位;因而提高了系统的快速性和跟踪性能,具有良好的工程应用价值。     

混合整数优化问题的差分进化算法研究

为求解混合整数优化问题,提出了混合整数差分进化算法（Mixed Integer Differential Evolution,MIDE）。该算法结合整数变量的特点,为整数类型变量设计了专用的变异算子,使整数变量可以在差分进化算法中直接进化;为了维持种群多样性,采用了灾变策略;采用双编码方式,使整数变量与连续变量并行进化,进而提出了混合整数差分进化算法。通过与其它混合整数优化算法的比较,证明该算法具有较好的收敛速度、全局收敛性及算法稳定性等优点。     

基于ADE7758的复费率三相电能表设计

设计了基于电能计量芯片ADE7758和单片机PIC16F877为核心的复费率三相电能表,实现了复费率电能计量、记录、自动抄表等功能。对具体的电压电流采样电路、计量电路、时钟电路、RS-485和红外通信电路等进行设计,并给出了系统软件流程图。设计的电能表硬件电路简单,抗干扰能力强,不同的通信接口方便用户使用,具有一定的应用价值。     

多输入多输出Hammerstein Wiener交流电弧炉电极系统模型

在交流电弧炉中对于电极系统的描述,目前大都采用针对单相电极的单输入单输出的Hammerstein-Wiener(H-W)模型,这种模型过于简化真实电极系统结构,导致模型的预测精度较低。针对该问题,提出一种基于多输入多输出H-W模型的电极系统建模方法,该模型的结构与实际电极系统结构一致,有利于模型预测精度的提高,另外在多输入多输出的静态非线性块不可逆的条件下,提出可分非线性最小二乘算法对H-W模型参数进行辨识。最后采用实际数据验证,在预测精度上,多输入多输出H-W电极系统模型优于传统的单输入单输出H-W电极系统模型。     

Time domain averaging based on fractional delay filter

For rotary machinery, periodic components in signals are always extracted to investigate the condition of each rotating part. Time domain averaging technique is a traditional method used to extract those periodic components. Originally, a phase reference signal is required to ensure all the averaged segments are with the same initial phase. In some cases, however, there is no phase reference; we have to establish some efficient algorithms to synchronize the segments before averaging. There are some algorithms available explaining how to perform time domain averaging without using phase reference signal. However, those algorithms cannot eliminate the phase error completely. Under this background, a new time domain averaging algorithm that has no phase error theoretically is proposed. The performance is improved by incorporating the fractional delay filter. The efficiency of the proposed algorithm is validated by some simulations.     

基于DSP的电弧炉电极调节控制系统的设计

本文着重介绍了电弧炉电极调节系统的设计方法.该系统主要为针对电弧炉电极调节系统所提出的控制算法提供一个试验平台.实验系统的控制器以TMS320LF2407DSP为核心,软件部分采用模型参考自适应算法.控制对象为两部分一部分是全数字化三相交流异步电机;另一部分是基于AT89C55WD单片机的电弧发生部分.     

组态王及PLC在矩形电弧炉控制中的应用

介绍了利用组态王及PLC所构成的适用于钛渣熔炼实用的分布式控制系统,并给出了整个系统原理框图,对控制系统的硬件进行了详细说明。同时还介绍了程序中主要应用的子程序。实际运行结果表明,该控制系统使原有的电气控制水平和系统整体性能得到了全面的提升,维护检修方便,信息交换可靠,人机界面友好。     

基于电弧模型仿真的电气火灾智能算法研究

针对近年来电气火灾居高不下的形势及火灾预警系统不够完善的问题,对故障电弧的电压电流波形进行了分析,提出了一种基于电弧Cassie模型的电气火灾智能算法,应用神经网络智能算法分析了故障电流波形,建立了故障电弧电流波形与故障电弧发热量之间的关系。在智慧式安全用电管理平台上读取了电弧电流波形,分析计算得到了相应的电弧发热量,根据电弧发热量判断是否会引发电气火灾。最后进行了故障电弧模型的仿真实验。研究结果表明,1 000组数据中只有2组出现误判,说明该算法可以通过故障电弧电流波形来预测电气火灾。     

基于同步对称分量法的无功补偿装置在电弧炉中的应用

针对江苏某钢厂交流电弧炉运行时给电网中其他用户带来的电能质量问题,提出了一套新型的TCR+FC型静止无功补偿装置(SVC)技术方案。根据对称分量法推导出了基于电压同步对称分量法的三相不平衡SVC无功补偿导纳实用算法。通过仿真软件CHP对该系统进行了仿真,结果表明该SVC装置能够有效治理由电弧炉引起的电能质量问题,并且补偿性能良好,具有较强的工程实用性。     

基于领域业务模型的可重用构件设计方法

为获取具有较高重用度的业务构件,提出了一个基于领域业务模型的可重用构件设计方法。通过对现有业务模型的分析,提出了一个面向构件化分析的领域业务模型,描述了组成模型的业务元素,以及元素之间的关系。通过分析该模型中表达相同业务需求的特征,给出了等价特征集的划分算法和基于业务元素关系图的构件识别算法。在构件的识别过程中,给出了计算多个业务元素之间相似度的公式和测量业务构件粒度的方法。最后,开发了可重用业务构件提取工具,以帮助软件设计人员从领域业务模型中获取高质量的可重用业务构件。     

Frequency domain model reduction based on principal component analysis

A new frequency response-based model reduction technique is presented for use in the mid-frequency range. The reduction was designed to avoid the use of modal-based correlation metrics, which are known to fail in systems with high modal density. A transformation matrix based on a set of complex shapes extracted from the frequency response is used to reduce the impedance matrix to the sensor locations. The sensor locations are selected using the frequency domain effective independence sensor placement technique. Correlation measures that evaluate the test or finite element model (FEM) frequency response data directly with the reduced impedance matrix are used in the frequency domain model validation. The correlation metrics provide a consistency check between the measured response and the complete finite element model. Two numerical examples are included to illustrate the effectiveness of the new model reduction technique.     

浅谈电弧炉短网联接

电弧妒短网联接形式对电弧妒正常运行十分重要，设计短网时遵循阻抗要尽量小，接口合理，三相阻抗设计尽量平衡等要求。