基于负荷路径的序贯蒙特卡洛模拟法的配电网可靠性计算

随着配电网设备的逐渐增加,设备多、网架结构复杂的特点使得配电网的可靠性评估变得更加复杂。鉴于此,提出了基于负荷路径的序贯蒙特卡洛模拟法(Sequential Monte Carlo simulation method based on load path,SMCM-LP),通过遍历搜索负荷路径、故障模拟、指标统计、系统指标计算,实现大规模复杂配电网的可靠性评估。SMCM-LP继承了序贯蒙特卡洛模拟法(Sequential Monte Carlo simulation method,SMCM)计算的收敛速度和误差大小与网架结构的复杂度无关的优点,而负荷路径的搜索和统计指标的设计减少了计算时间,提高了计算效果,因此非常适用于网架结构复杂的配电网的可靠性评估。     

求解混合流水车间调度问题的变量相关EDA算法

针对混合流水车间调度问题和分布估计算法的特点,提出将变量按工序分组,通过组内概率约束、组间概率耦合的方式建立混合流水车间调度问题变量间概率关系的新方法。对分布估计算法中的紧致遗传算法的种群产生和概率更新机制进行了改进,以解决流水车间调度问题等复杂问题。通过仿真实验、与其他算法比较以及在大规模生产实际问题中的应用,验证了该算法的有效性和鲁棒性。     

求解相同并行机混合流水线车间调度问题的分布估计算法

针对相同并行机混合流水车间调度问题,提出了一种有效的分布估计算法.针对基于排列的编码方式,设计了改进的启发式解码规则,进而提出了一种评价个体优劣的混合解码方式.建立了描述问题解空间分布的概率模型,通过对概率模型采样产生新个体,并基于优势种群更新概率模型的参数.通过基于标准测试集的数值仿真以及与已有算法的比较,验证了所提算法的有效性.     

结构可靠性分析的概率和非概率混合模型

在结构可靠性分析中需要合理地定量处理影响结构性能的诸多不确定性。不确定性的模拟既可以是概率的，也可以是非概率的。文中简要介绍结构可靠性分析的概率方法和基于区间模型的非概率可靠性方法。提出结构可靠性分析的概率和非概率混合模型。通过两级功能方程的逐次建立及可靠性分析，给出结构可靠的概率度量。实例分析说明在结构可靠性分析中，应根据不确定性的产生机理及所掌握的数据信息合理地选取分析模型。     

基于改进人工蜂群算法的机车车辆关键零部件可靠性研究

针对我国机车车辆现行检修制度中可能存在的过修、欠修问题,提出了一种综合图解法和改进人工蜂群(ABC)算法的机车车辆关键零部件可靠性模型拟合方法,对三参数威布尔分布进行参数估计并确立三参数威布尔可靠性模型。首先利用图解法求得三参数威布尔分布参数的初始估计值以及ABC算法的搜索空间,随后运用改进ABC算法进行迭代计算以获得较优的参数估计值,最后将可靠性模型拟合方法与最小二乘法以及概率加权矩法进行分析比较。研究结果表明,提出的可靠性模型拟合方法能够较为准确地确定三参数威布尔可靠性模型。以该模型为基础对机车车辆关键零部件进行可靠性指标计算,为决策人员确定机车车辆最佳维修周期和改进检修规程提供了科学依据。     

基于改进Kriging模型的主动学习可靠性分析方法

主动学习Kriging(ALK)模型能够只在极限状态平面附近的狭小区域近似功能函数,因此能够极大提高可靠性分析的效率.但是已有方法多数基于DACE工具箱建立Kriging模型,难以获得Kriging模型的最优相关参数,进而难以获得最优的训练点.引入差分进化算法,对Kriging模型的相关参数进行全局搜索,提高每次迭代K...     

Lévy飞行的正余弦乌燕鸥混合算法及应用

为解决标准乌燕鸥算法（STOA）易陷入局部最优和收敛速度慢等缺点,提出一种混合正余弦算法（SCA）和Lévy飞行的自适应乌燕鸥算法（SLSTOA）。采用正余弦算法的搜索方式,同时采用非线性递减自适应正弦因子,改进乌燕鸥算法的攻击搜索方式,来增强STOA算法的全局与局部探索能力。乌燕鸥个体和最优个体通过Lévy飞行策略进行变异,来增加种群多样性和扩大搜索空间,以达到提高跳出局部最优和全局探索能力。与四种先进的元启发式算法比较,SLSTOA算法性能通过6个基准测试函数进行评价,结果表明,相比其他四种元启发式算法,SLSTOA算法精度高、稳定性好和鲁棒性强。同时为验证SLSTOA算法的科学性与实用性,将其应用于解决32t/22.5m桥式起重机主梁结构优化设计中。     

基于MCMC方法的机床无故障数据可靠性分析

定时截尾试验中的无失效数据问题在可靠性研究中越来越普遍,利用配分布曲线法解决这一问题的核心是估计截尾时刻的失效概率。多层贝叶斯估计因充分利用先验信息而在此问题的研究中备受关注,但存在后验密度函数难以求解的问题。为此,提出应用马尔科夫链的蒙特卡罗法(MCMC)求解失效概率的多层贝叶斯后验估计,并据此拟合得到双参数威布尔模型的参数估计值,解决了无失效数据产品的可靠性分析问题。结合机床刀架的实例,验证了所提方法的可行性。最后,将模型应用于不同种类产品进行分析,计算结果表明该方法较之于现有方法具有一定的准确性和可推广性。     

求解随机Job Shop调度问题的混合分布估计算法

提出一种混合分布估计算法用于求解具有随机工时的Job shop调度问题。建立随机Job shop调度问题(Stochastic Job shop scheduling problem, SJSSP)数学模型并给出随机期望值模型的评价方法。为提高种群多样性,将(μ+λ)-进化策略(Evolutionary strategy, ES)的重组、变异过程引入分布估计算法(Estimation of distribution algorithm, EDA),构造一种混合分布估计算法,ES-EDA。根据所采用的基于工序的编码方式,对父代工序继承率的概念进行了定义,并为重组过程设计基于父代工序继承率的个体重组方法,该方法不仅能使子代有效继承父代的优良特征,同时可避免非法解的产生。在标准算例FT06、FT10、FT20的基础上构造加工时间随机的3组算例,并选择文献中的5种算法作为混合分布估计算法的对比算法,仿真试验结果表明混合分布估计算法在优化性能方面具有明显优势。     

基于二元分布估计算法的置换流水车间调度方法

针对最大完工时间最小的置换流水车间调度问题,提出了一种结合二元分布估计算法与生物地理学算法的混合优化算法（HB-EDA）。算法以分布估计算法为架构,以二元概率模型为进化依据,针对优秀染色体和劣势染色体分别通过概率模型挖掘出具有优势信息和劣势信息的链接基因区块组成区块库1和区块库2,借鉴生物地理学算法中的群体迁移思想,用两个区块库分别对优势和劣势染色体以指定比例进行更新操作产生子群体,并对染色体进行切段与重组,以进一步筛选高适应度的解。最后通过对Reeves和Taillard标准测试集的仿真结果和算法比较验证了所提出算法的有效性。     

机械可靠性分析与设计的一种显式迭代算法

基于改进的一一次二阶知釜对机械可靠性分析和单一设计变量的机械可靠性设计问题,本文提出了计算结构可靠度和确定结构可靠性参数的一种显式迭代算法。与有关文献相比较,这种方法优点是无需解域变换、无需人工计算功能函数的偏导数和无需解结构失效的极限状态方程具有较为简便的计算形式和较高的计算效率,可方便地算出结构的可靠度和结构可靠性参数。本文方法具有一阶计算精度。     

Lévy飞行和热交换的混沌乌燕鸥算法及应用

为解决乌燕鸥算法对抗局部最优能力和寻优能力较低的问题,提出了一种混合Lévy飞行和热交换混沌乌燕鸥算法（LTCSTOA）。首先,采用Hénon混沌映射对算法种群初始化,保证算法种群多样性。其次,采用混合Lévy飞行和热交换算法的搜索策略,并在不同算法搜索阶段,引入自适应因子γ和自适应惯性权重,提高了算法的跳出局部区域的能力和收敛精度。最后,采用热交换算法对最优乌燕鸥个体进行扰动,提高算法的全局寻优能力。选用7个测试函数验证了不同改进策略的算法有效性,仿真结果表明：与其他算法相比,LTCSTOA算法收敛性能更优,具有较高的收敛精度、稳定性和鲁棒性。将LTCSTOA算法应用于二级斜齿圆柱齿轮传动机构可靠性轻量化设计,优化结果表明：与原设计相比,LTCSTOA算法获得的体积和重合度分别降低了约为51.86%和18.6%,实现了齿轮传动机构轻量化设计的目的。     

改进细菌觅食优化算法在贝叶斯网络结构学习中的应用

针对目前已有的贝叶斯网络结构学习算法一般存在算法易早熟、学习效果不理想、算法效率较低等问题,提出了基于改进细菌觅食优化算法的贝叶斯网络结构学习策略,对传统细菌算法中的趋化算子、繁殖算子和迁移算子进行了改进。将自适应理论应用于细菌游动步长的计算和繁殖个体的选择中;在迁移算子的迁移概率计算中,引入了遗传算法中的轮盘赌方法;在互信息理论的基础上,给出了一种新的网络结构随机进化方法,代替了传统细菌算法中的随机迁移。对不同规模的经典贝叶斯网络进行了仿真实验。研究结果表明,该算法在贝叶斯网络结构学习方面,在收敛性上表现稍逊于别的算法,但在学习效果上,特别是针对结构相对复杂的网络,优势明显。     

基于Rényi熵的不确定可靠性及其功能优化算法模型研究

产品研发过程中功能优化是一个复杂系统,往往存在大量随机且不确定性因素。不确定可靠性是解决这类问题的一个重要数学工具。引入人工智能机器学习中Rényi熵,构建基于Rényi熵的不确定可靠性产品功能优化模型及自动化计算方法。通过产品功能需求分析、认知集合转换、Rényi熵可信度分配与合成等过程,自动化迭代计算出优选功能组合。以应急救援产品为例,计算结果表明,产品功能优化算法模型能够有效抑制不确定性因素扰动,获取最优解组合,提高产品设计效率及准确性。     

数控机床可靠性增长模型参数的贝叶斯算法确定

以国产数控机床的可靠性为研究对象,给出了适合数控机床的可靠性增长模型,引入了适用于小子样抽样试验的贝叶斯参数确定算法,通过贝叶斯参数估计值与传统的参数估计值分别与实验真值比较,得出应用贝叶斯算法所确定的模型参数具有更高的可靠性和准确性结论.     

EM算法下飞机IDG删失数据的可靠性分析

为了更为精确地分析随机删失情况下故障数据的可靠性,本文以统计学理论为支撑,提出将期望-极大值(Exception maximization,EM)算法应用于随机删失数据的还原处理过程中。采集B737NG飞机IDG部件故障数据,利用K-M估计法及MATLAB软件确定其寿命分布类型为两参数威布尔分布;利用EM算法估计随机删失情况下威布尔分布的未知参数;进行可靠性及维修性分析。实证分析结果表明,威布尔分布下考虑删失数据时的可靠性分析精度更高,并根据该结论对B737NG飞机IDG部件维修计划的制定提出具体建议。     

油封正态分布结构参数的可靠性灵敏度分析

以油封的泵吸率为可靠性指标,将理论接触宽度、油侧唇角、空气侧唇角、过盈量和腰厚5种结构参数作为因子,泵吸率作为响应输出,运用正交试验法对油封性能进行分析;运用曲面响应法拟合泵吸率的极限方程,基于可靠性原理建立油封泵吸率的可靠性模型,运用二阶矩法和蒙特卡洛2种方法进行可靠性敏感度计算,分析呈正态分布的随机参数对均值的灵敏度和标准差的灵敏度。结果表明：2种计算方法的结果基本一致,基于均值的敏感度,对可靠度影响最大的是理论接触宽度,油侧唇角、空气侧唇角和过盈量对可靠度为正面影响;基于标准差的敏感度,过盈量的标准差对可靠度影响最大,5种结构参数的标准差均对可靠度有负面影响。     

基于BB算法的左截断威布尔分布可靠性分析

针对寿命分布类型和参数估计方法问题,对国内某航空公司现役机型B737-800飞机主起落架减振支柱漏油故障数据进行可靠性分析。结合数据类型特点,初步预判其寿命分布类型可能为左截断两参数威布尔分布、对数正态分布、指数分布。基于极大似然估计法分别估计三种分布的未知参数,并利用根据BB算法改进的柯尔莫哥洛夫-斯米尔诺夫假设检验(K-S检验)法判断其寿命分布类型。实证分析结果表明,采用左截断两参数威布尔分布来拟合是合适的,并提出了具体维修建议。     

基于细菌觅食算法车间调度系统的研究

细菌觅食优化算法最早于2002年提出,是一种于基于人体内的大肠杆菌的觅食行为提出来的新的进化计算方法.在本文中,我们改进的基于群体搜索方法是细菌觅食算法的一个重要内容,细菌觅食算法在这里被运用到了车间生产调度系统中来,极大地优化了车间调度系统的加工生产过程.     

基于改进粒子群优化算法的复合材料可靠性优化设计

提出了一种可用于求解非线性约束优化问题的改进粒子群算法,并将其用于求解复合材料可靠性优化设计。在满足层合结构系统可靠度的情况下,以总厚度最小为目标函数,对复合材料的纤维方向角和厚度进行优化设计。结果表明,改进粒子群算法不但具备基本算法的简单易实现、需调整参数少的特性,而且能够在确保全局收敛性的基础上,快速搜索到高质量的优化解,对复合材料层合结构的可靠性优化设计十分有效。