基于混合粒子群算法的锌电解过程能耗优化

针对锌电解过程能耗过高的情况,研究其能耗优化问题.根据电力部门实行的分时计价政策,建立以全天锌电解过程电能消耗和总用电费用为目标的锌电解过程多目标优化模型.提出一种带加速度调整的粒子群优化算法,当粒子陷入局部最优时,通过加速度策略增强种群速度,使算法获得持续搜索的能力,有效克服早熟收敛;并和Powell算法相结合构成新的混合粒子群算法,将粒子群算法的全局搜索能力与Powell算法的局部寻优能力有机结合起来.最后将该混合粒子群算法应用于所建优化模型的求解,获得优化生产方案.仿真结果证明了该算法的有效性.工业应用效果表明,按所得优化方案组织生产降低了电能消耗,减少了用电费用.     

移动边缘计算中基于内容动态刷新的能耗优化

随着移动互联网的飞速发展与相关技术的不断提升,社交类应用已成为现下主流应用之一.同时,手机应用的功能也越来越丰富,其能耗需求以及信息处理能力也越来越大.针对移动社交平台忽略网络状态、频繁刷新内容(文字、图片、视频等)造成的高能耗以及运算能力问题,提出一种边缘计算模式下基于Markov决策过程(Markov decision process, MDP)的能耗优化模型.该模型考虑不同环境的网络状态,根据手机当前电量以及用户刷新频率,通过本地移动边缘计算层完成数据处理,在Markov决策过程生成的决策表中选择最优策略,动态选择最佳的网络接入以及刷新下载最佳的图片格式.该模型不仅减少刷新时间,而且能够降低移动平台的能耗.实验结果表明:相比于使用单一网络的图片刷新模式,在保证不减少用户刷新次数的前提下,该能耗优化模型降低能耗约12.1%.     

MapReduce能耗建模及优化分析

云计算中心规模的不断扩大以及设计时对能耗因素的忽略,使其日益暴露出高能耗低效率的问题.为提高MapReduce框架能耗利用率,首先对MapReduce任务进行了能耗建模,提出基于CPU利用率估算、主要部件能耗累加及平均功耗估算的任务能耗模型,并在此基础上建立了MapReduce作业能耗模型.其次,基于能耗模型对能耗优化进行了分析,提出从优化MapReduce作业执行能耗、减少MapReduce任务等待能耗与提高MapReduce集群能源利用效率3个方向对MapReduce进行能耗优化.再次,提出异构环境下的数据放置策略减小MapReduce任务等待能耗,提出截止时间约束下的最小资源分配方法提高MapReduce作业能耗利用效率.通过大量的实验及能耗数据分析,验证了能耗模型及能耗优化方法的有效性.     

SQL能耗建模及优化研究

IT系统能耗的节节攀升,使得设计新一代DBMS时必须考虑其能耗效率问题。由于SQL语句的执行过程大约消耗70%~90%的数据库资源,因此对SQL进行能耗建模及优化对提高数据库的能源使用效率具有重要的意义。在对SQL查询处理机制进行研究的基础上,构建了SQL能耗模型,并对一系列查询优化原则进行了实验,以表明不同优化原则对性能提升及能耗减少的有效性。实验及能耗数据分析表明:CPU利用率是影响系统功耗的最关键因素,SQL能耗优化方法可忽略内存优化且应该均衡考虑性能优化及功耗优化两方面,提出的SQL能耗模型及节能优化方法具有较强的应用价值。     

基于链式智能体遗传算法的动态能耗优化算法

能耗优化是一个动态优化问题,在能耗规模较大的情况下,能耗设备间与总能耗间存在一定的非线性关系,即并非每个能耗最优化能使得总的能耗最优化,因此能耗优化是一个动态非线性优化问题。对于能耗优化问题,传统的节能方法难以奏效。基于此,本文在分析目前节能方法的特点后,设计一种高效的全局优化算法——链式智能体遗传算法,可解决上述的动态非线性优化问题。为了验证本文提出的算法的优越性,将该算法用于某钢厂的电能节耗中,节耗效果明显且较稳定。实践表明,该算法具有较好的灵活性,当能耗环境和节能要求发生变化时,该算法能在不变动当前设备的前提下,动态获得较优的节能效率。     

能耗优化下的多移动机器人动态避撞机制

针对多移动机器人在停车避撞时能耗优化的问题,提出能耗优化下基于滚动时间窗和二叉树先序遍历的多移动机器人动态避撞(TW & BT)融合算法。基于改进A^*算法求得能耗约束下的最优初始路径。依据滚动时间窗和二叉树先序遍历协同机制,以初始路径中移动机器人碰撞为触发事件,将整个作业时间轴分解为多个时间窗;在每个时间窗,以停车避撞时产生能耗最小为目标,基于二叉树先序遍历的算法求解最优避撞决策。仿真实验结果表明,一方面TW & BT融合算法具有较高的鲁棒性;另一方面对比基于动态优先级的冲突消解策略(DPS)方法,在相近的计算时间内,TW & BT融合算法实现避撞时产生能耗降低达33.1％。     

虚拟化数据中心全局能耗优化调度方法

虚拟化数据中心的制冷和供电设备能耗比重大且浪费严重,但当前虚拟化能耗优化的研究仅考虑IT设备能耗,针对该问题,通过对数据中心能耗逻辑的研究,提出一种虚拟化数据中心全局能耗优化调度方法。该方法通过感知数据中心负载和热分布状况,依据虚拟化调度规则生成动态调度策略,并对虚拟设备组的制冷供电设备进行同步调度,减少数据中心冗余制冷和设备空载损耗,以此最小化数据中心能耗。实验结果表明,该调度方法可节省制冷设备近26％的冗余制冷,并提升供电设备8％左右的供电效率,提高数据中心的能耗有效性,降低整体能耗。     

软件能耗优化技术研究进展

为了设计高性能低能耗的系统,需要从硬件设计和软件设计两个方面进行考虑,以取得性能和能耗的最佳权衡.研究利用软件技术降低系统能耗的问题,主要探讨系统开发阶段的低能耗软件优化与评估技术.优化技术包括指令级优化、算法级优化与软件体系结构优化3类,阐述在各类优化技术研究中面临的问题和当前的研究工作进展;深入讨论了低能耗软件优化的关键支撑技术——软件能耗估算,指出并分析面向处理器和面向全系统的软件能耗估算面临的主要问题和研究进展;最后展望进一步研究的主要问题和发展趋势.     

电力系统节能优化控制过程仿真分析

研究电力系统节能优化控制问题.传统的PSO节能控制方法以电力系统总发电成本消耗最小为寻优目标,但是在线路阻抗角较小等特殊情况下,输电线路传输的功率与成本之间呈现弱耦合性,此时把功率与成本关联计算,会引起控制过程的不收敛,控制结果效果差.提出采用多重自适应粒子群的电力系统节能控制算法.算法首先生成大量随机粒子,然后根据当前成本与能耗的最优位置和全局最优位置更新粒子的位置和速度,同时在迭代过程中不断调整调度优化的惯性权重和学习因子,使得所有粒子不断逼近节能调度的全局最优值.仿真结果表明,新的粒子群算法在函数最优值上的搜索精度高于同时期的两种粒子群算法.将改进算法用于电力系统优化仿真中,可以有效的优化电力能耗,实用性高.     

控制系统动态马尔可夫过程可靠性分析

针对特定试验条件下小子样控制系统可靠性评定的特点,引入故障率分析,介绍了基于马尔可夫过程可维修控制系统的可靠性分析方法,推导了n个部件组成的串联可维修系统可用度的表达式,并针对具体工程用控制系统进行了可用度仿真计算。最后借助可靠性分析软件验证了该方法的合理性。两种方法结论一致,为其他结构可修系统的可靠性分析提供了重要的理论依据。     

基于模糊控制及动态数值仿真的通风节能策略

隧道运营成本中,电费支出一直占主要部分,因此隧道通风的节能具有重大意义。但由于隧道通风的运行环境不可重复,以及隧道本身的离散性与时变性,一般通风控制策略的调整和优化难以进行。通过在MATLAB上建立模糊控制算法,用FLUENT软件建立岩门界隧道CFD模型,采用UDF(User-Defined Function)共享数据库进行动态数值仿真;对模糊控制规则表进行多次优化;对常规分档控制策略与模糊控制策略进行定量比较分析。实验数据表明,相对于传统分档控制算法,在同一样本数据下,模糊控制算法的节能效果达到了9.8%。     

基于自适应模糊控制的节能装置研究

针对凹版印刷干燥设备,设计节能装置,该装置利用压缩机换热原理,对余热进行再循环利用;设计自适应模糊PID节能控制系统,完成对压缩机,调功器,变频器的实时控制;利用组态软件完成系统界面设计,人机交互简洁,操作方便;控制算法采用自适应模糊PID控制,依靠数据信息来调整模糊逻辑系统的参数,通过在线计算得到最佳控制器参数,抑制不确定性对系统的影响;将节能装置应用到凹版印刷机,实验数据显示,系统耗能减少,效率得到提高,达到节能目的,证明了节能系统的有效性,具有较强的应用价值。     

基于模糊PID控制器的协调控制系统优化

火力发电厂在我国电力工业中占有主要地位,大型火电单元机组的协调控制对象是一个多变量、强耦合的控制对象,针对此对象设计合适的解耦控制器是急需解决的问题.本文结合以1000MW机组作为具体模型,分别采用常规PID协调控制方式和参数自整定模糊PID解耦协调控制方式对全工况下的协调控制系统进行仿真研究,在线对PID参数进行整定,通过仿真结果进一步比较,可以看出,该方法可以很好的对单元机组协调系统进行控制,并能使控制系统的性能得到完善.     

基于模糊算法的生化过程温度控制系统

本文表述了一种基于模糊算法的生化过程温度控制系统,详细论述了系统的总体结构、控制算法及软件实现流程.系统采用80C196KB单片机为主控制器,控制算法采用模糊控制.本系统对于具有时变、大惯性、强时滞和非线性特点的生化过程温度控制有很好的效果.     

基于模糊PID的近零能耗建筑能耗控制系统仿真

传统的近零能耗建筑控制系统的能耗控制效果不够好,导致其能耗值较高.针对上述问题,设计一种基于模糊PID的近零能耗建筑能耗控制系统.利用控制中心计算机、模糊控制器、PID控制器、数据采集卡、传感器,完成基于模糊PID的近零能耗建筑能耗控制系统的硬件设计;利用用户登录模块、采集模块、建筑能耗控制模块,完成基于模糊PID的近零能耗建筑能耗控制系统软件设计,在建筑能耗控制模块,利用自适应模糊PID遗传算法,实现对近零能耗建筑的能耗控制.为验证提出的基于模糊PID的近零能耗建筑能耗控制系统的控制效果,开展仿真对比实验,实验结果表明,上述控制系统可将能耗值大幅降低,是一种有效的近零能耗建筑能耗控制系统.     

车载复合电源模糊能量管理策略优化设计

针对电动汽车复合电源模糊能量管理,传统模糊控制依赖专家经验存在精度不高、自适应性弱等不足,设计了一种基于改进布谷鸟搜索算法(ICS)优化的模糊控制方法。在Matlab/Simulink平台上建立车载复合电源模糊控制器,采用ICS算法对模糊控制器中的隶属度函数参数进行优化,然后将其嵌入到Advisor软件中复合电源电动汽车模型进行仿真与分析。结果表明,与传统模糊控制相比较,该方法能更好发挥超级电容性能优势,减缓了电池输入、输出功率且整车能耗经济性得到提升。     

浮选生产过程专家模糊控制

介绍了由专家系统和模糊控制器相结合起来实现复杂工业过程的仿人智能控制，该系统已在老虎台选煤厂浮选生产过程控制中得到应用，取得了较好经济效益     

煤焦化过程实时动态监控系统

文章介绍的煤焦化过程实时动态监控系统具有良好的人机界面,实现了计算机指挥生产过程,对焦炉装煤过程实时动态管理,输入输出数据非常方便,降低了操作人员的劳动强度,推进了企业的现代化管理,具有很好的经济效益和社会效益。