封面图片说明

正封面图片来自本期论文"一种自由曲面自适应网格生成方法",是浙江大学建筑工程学院空间结构研究中心高博青教授课题组提出的一种自由曲面网格划分方法原理图.该方法以网格的规整性和流畅性为目标,通过一系列几何操作,如曲线分段、分段点连接等,实现了三角形或四边形网格的快速生成,并且通过调整曲线的分段原则,实现了网格大小对曲面形态的自适应.具体步骤如图所示:先用4条边     

基于并行设计思想的薄壳屋面造型研究

以自由曲面薄壳屋面概念设计方案为对象，基于并行设计思想提出了一套可供参考的评价最优建筑造型方案的方法。以整体结构的应变能最小作为自由曲面薄壳屋面优化选型的目标函数，将方案的形状优化和拓扑优化目标函数相统一，从而对初始造型进行优化设计，确定了符合结构整体应变能最小的最优建筑造型方案，并通过具体数值算例证明了所选方案的合理性。     

双目标动态迁移操作DE-PSO混合算法

针对非线性约束优化问题的特殊性,给出一种求解非线性约束优化问题的动态目标迁移DE-PSO混合算法.在初始化中加入迁移操作,采取动态目标的处理方法,将约束优化问题转化为无约束双目标优化问题.依据原目标函数、违反约束度函数进行选择操作,先通过改进差分进化算法对种群进化,对违反约束度在容忍度以外的个体再采用改进的粒子群优化算法进化,并用采用一组经典的测试函数进行测试.DE-PSO混合算法具有精度高、稳定性好的特点.     

基于混合差分蜂群算法的城市电动汽车充电站布局规划

考虑城市内电动汽车的动态分布以及充电站建设的规模、成本等,建立以充电站的建设成本、运营成本和输电损耗为基础,以道路交通流量为约束条件,充分考虑区域地理条件、运行成本等综合优化模型。在确定目标函数的基础上,使用混合差分蜂群算法优化区域内充电站的空间布局。混合了差分进化算法和人工蜂群算法,提高了收敛速度,并且使目标函数值更优。最后用算例证明所使用的模型与优化算法在优化充电站布局方面的可靠性和优越性。     

基于质心Voronoi结构的自由曲面布点策略

借鉴已有质心Voronoi结构网格规划的技巧,将自由曲线曲面的曲率函数作为生成质心Voronoi结构中的密度函数,并以成本函数收敛性作为算法结束的准则,提出了一种新的基于质心Voronoi结构的采样方法。采用本文方法实现了采样点的自适应分布,并通过仿真实验与传统采样方法进行了对比验证,结果表明,本文方法相对于一般自由曲面来讲是稳定的、高效的。     

自由形态网壳结构网格生成的等参线分割法

基于自由曲面造型中普遍应用的B样条(B-spline)曲面的张量积特性,提出适用于自由形态网壳结构的网格生成方法——等参线分割法.介绍该方法的网格生成流程,阐述了该方法的关键步骤——等参线等弦长分割的算法实现,探讨了当曲面局部自相交时通过增加判断条件修正分割结果的方法.结合网壳结构的特殊要求,提出网格质量的评价标准.通过不同类型的自由曲面网格生成算例表明,采用该方法能够显著提高整体网格的形状质量和杆件长度的均匀性、统一性,适用于自由形态网壳结构的建模.     

基于张量投票的快速网格分割算法

为了根据网格模型上的尖锐几何特征对三角网格曲面进行合理分片,提出一种新的基于张量投票（tensor voting）理论的三角网格分割算法.该算法将输入网格模型上所有的三角面片聚类成由用户指定数目的若干个区域,使得区域内部三角面片上点的尖锐几何特征尽可能接近.根据网格模型顶点上基于法向的张量投票矩阵的特征值分布与顶点尖锐几何特征的对应关系,算法将网格分割转化为能量最小化问题,并适当简化能量函数的形式,用快速聚类算法求解.通过引入启发式约束,算法较好地防止了分割区域的分离.实验表明：与已有算法相比,该算法具有较快的速度,同时能够较好地分割网格曲面上的尖锐几何特征区域.     

一种NURBS曲面几何特征修改方法

NURBS曲线曲面形状修改一直是CAGD中的关键技术之一。本文针对NURBS曲面的几何特征修改,提出了基于约束优化的修改方法。通过对NURBS曲面的控制顶点进行扰动,以曲面控制网格变化量为目标函数并使之最小化,实现了NURBS曲面上给定一点处的位置、一阶偏导矢、二阶偏导矢和法矢等几何特征的修改。数值实例表明该方法用于微调时,可实现对曲面局部形状的多种修改效果,便于交互设计。     

自由曲面与正弦曲面合成造型及其应用

提出自由曲面与正弦曲面合成造型的方法 ,由正弦曲线扫成生成正弦曲面 ,通过改变正弦函数的幅值、频率以及初始相位参数和自由曲面的控制网格 ,生成合成曲面的多种形状。该算法简单 ,易于控制 ,并用于地形模拟。     

一种高效并行的匹配场反演混合优化算法

为解决浅海匹配场反演所面临的复杂的参数优化问题，设计了一种基于差异进化算法与下山单纯形算法的混合优化算法。差异进化算法是一种并行的全局优化算法，其优化机制使其在优化的起始阶段有较高的效率，但不能持续；下山单纯形算法是一种对目标函数梯度信息敏感的局部优化算法，具有很强的压缩参数向量的能力。利用所导出的检测差异进化算法效率跌落的机制，将2种算法有机结合，以下山单纯形算法强的参数向量压缩能力保证差异进化算法持续进行全局、并行搜索，得到一种高效的全并行混合优化算法。高维函数优化与匹配场反演仿真算例表明，该算法能有效解决复杂场合下的参数优化问题。     

考虑单相短路电流控制的特高压受端电网限流优化

随着特高压输电容量的不断提高,受端电网的短路电流超标问题,特别是单相短路电流超标问题越来越严重。分析单相短路电流的超标原因及其专门限制措施,并对各种限流措施的灵敏度和经济性进行统一的定义和描述。针对限流措施的配置对象定义对象灵敏度的概念,基于对象灵敏度筛选限流措施配置对象,以避免维数灾。以限流方案的经济性和电网结构紧密性为目标函数,以单相短路电流和三相短路电流同时满足要求为主要约束条件,建立了特高压受端电网的综合限流优化模型,采用自适应混合PSO算法进行求解。济宁220 kV规划电网的仿真结果表明,所得限流优化方案能同时有效限制单相和三相短路电流。     

智能配电网评估指标体系的构建

对智能配电网的评估既是事前引导,可以衡量智能配电网的建设效果,同时也是事后总结,能为今后智能电网的建设提供经验和依据。简要介绍了智能配电网建设效果评估的必要性,基于智能配电网的特性和研究目标,结合我国经济社会发展对智能配电网建设的实际需要,从可靠性和电能质量、发展灵活性、协调性和互动性、设备利用率和技术装备水平以及经济性和社会效益5个方面构建了智能配电网三级评估指标体系的初步框架,并给出部分重要评估指标的定义和量化公式。与传统配电网评估指标体系相比,该体系能更为全面、系统的评估智能配电网实际建设效果。     

采用多目标蝙蝠算法的电力系统广域协调控制策略

广域电网中多个电力系统稳定器之间存在相互作用,影响整个系统的控制效果,为此提出一种基于蝙蝠算法的多目标广域阻尼控制器协调设计方法. 该方法利用蝙蝠算法中种群的多样性,使得算法在迭代寻优过程中保持持续优化的能力,保证算法具有较好的收敛性和准确性;以机电振荡模态的实部和阻尼比为目标函数,将多机电力系统稳定器参数优化问题归结为带不等式约束的多目标优化问题. 分别在四机两区域系统和新英格兰典型系统的多种运行方式下进行仿真,结果表明：所提方法能够改善系统弱机电模式的特征值分布,有效抑制低频振荡,具有良好的控制效果和鲁棒性.     

基于改进蝙蝠算法含分布式电源的无功优化

将分布式电源与传统的配电网电压调节方式相结合,分析包含分布式电源的配电网系统无功优化的问题,并建立了有功网络损耗最低以及电压稳定裕度最大的多目标优化数学模型,利用模糊理论将分布式电源的多目标无功优化问题转换成单目标优化问题,进一步减少了有功网损,提高了电压稳定性。鉴于传统蝙蝠群体易于聚集于局部极值,导致早熟,将混沌序列以及自适应调整策略融入到蝙蝠优化算法中,提出了一种改进型多目标蝙蝠优化算法,利用混沌理论以及动态自适应机制调整的特性,对蝙蝠算法参数进行调整。通过IEEE-33测试系统验证,所提算法具有良好的实用性和适应性,并且也证明了所提模型的实际意义。     

基于博弈论组合赋权的农村电网综合评价体系研究

随着农村电网升级改造的深入和农村居民生活水平的不断提升,农村电网的电网结构、运行水平、负荷种类和负荷运行特征都已经发生了明显的变化,传统农村电网综合评价指标体系和评价方法已不能满足当前农村电网的需求。该文提出一种计及分布式电源接入和负荷运行特性的农村电网综合评价体系。首先构建涵盖源-网-荷等反应农村电网结构和运行特点的综合评价指标体系,然后对现有的单一农村电网评价方法进行全面梳理,提出基于博弈论的组合赋权法,并进行层次化指标的权重计算,为体现评价体系的适应性,选择中国不同地区农村电网进行横向对比,以验证算法的有效性。在乡村振兴的国家战略背景下,该文提出的农村电网综合评价体系具有较强的实用性,能够为农村电网的投资提供参考依据。     

基于支持向量机和粒子群算法的结构损伤识别

为了有效地进行结构的损伤识别,提出了一种基于支持向量机和粒子群算法的结构损伤识别方法。首先利用支持向量机为损伤裂缝指标、损伤位置与各阶频率和一阶振型建立函数关系,然后将利用该函数关系得到的频率和振型与实测频率和振型间的差异作为优化目标,进而实现结构的损伤识别。为提高损伤识别的精度,将优化目标转化为多目标优化问题,并利用所提出的灰色粒子群算法进行求解。实验结果表明,该方法在结构损伤识别中具有较好的效果。     

基于支持向量机和粒子群算法的结构损伤识别

为了有效地进行结构的损伤识别,提出了一种基于支持向量机和粒子群算法的结构损伤识别方法。首先利用支持向量机为损伤裂缝指标、损伤位置与各阶频率和一阶振型建立函数关系,然后将利用该函数关系得到的频率和振型与实测频率和振型间的差异作为优化目标,进而实现结构的损伤识别。为提高损伤识别的精度,将优化目标转化为多目标优化问题,并利用所提出的灰色粒子群算法进行求解。实验结果表明,该方法在结构损伤识别中具有较好的效果。     

空间钢结构临时支撑布置的应变能跟踪算法

针对传统经验方法用于确定空间钢结构临时支撑体系布置方案时的不合理性,提出一种基于小生境遗传算法的优化算法,该算法以指数尺度变换后的结构总应变能为优化目标函数,采用格雷编码作为染色体的编码方式,对于规则的搜索区域,以连续的空间位置作为遗传算法的决策变量;对于不规则的搜索区域,以离散的空间节点作为决策变量,在进化过程中引入自适应的遗传算子和改进的最优个体保存策略;模拟“鸟巢”结构的一榀主桁架,验证了算法的有效性;研究矩形平板网架和某异形网壳的最优临时支撑布置方案.分析表明：应变能综合反映了结构的受力性能,该应变能跟踪算法对空间钢结构施工过程中临时支撑体系方案确定提供了科学的依据.     

基于小生境混沌遗传算法的水资源优化调度

水资源调度具有多目标、大规模和不确定性等特点,利用混沌遗传算法求解水资源调度问题,在一定程度上避免了局部优化并提高了求解速度,但由于损坏了种群多样性导致求解精度较低.为此提出了基于小生境的混沌遗传算法(NCGA),该算法通过小生境技术保留源中心个体的方法保护了种群多样性,同时利用混沌的随机性、遍历性及规律性与遗传算法的快速收敛性相结合,从而使该算法提高了求解速度和求解精度.将该算法应用到水资源优化调度模型中,仿真结果验证了该算法比混沌遗传算法能更合理高效地分配水资源,达到了综合效益最大化.     

基于遗传算法的四连杆变幅机构多目标模糊优化

传统的四连杆变幅机构设计制造参数是基于单目标优化方法和优化数值解法选取的,在同时满足设计的经济性与稳定性以及优化解的精度方面存在不足。基于此,本文采用综合机构稳定性和经济性的多目标优化模型,利用模糊理论建立综合评价函数,应用求解精度高的遗传算法求解。具体算例的优化结果显示,经济性与稳定性等项技术指标都获得了改善。