基于阶梯式Tent混沌和模拟退火的樽海鞘群算法

针对樽海鞘群算法寻优迭代过程中存在容易陷入局部最优、收敛速度慢的问题,提出一种改进的樽海鞘群算法.引入Tent混沌映射初始化种群来提高算法迭代前期的收敛速度,通过惯性权值"阶梯式"调整策略来更好地兼顾算法全局探索能力和局部开发能力,通过模拟退火增强樽海鞘群算法迭代后期跳出局部最优解的能力,以基准测试函数和磁导航自动导引车模糊控制器参数寻优问题为例测试了算法性能.仿真结果表明,对于单峰和多峰测试函数,改进后的樽海鞘群算法具有更快的收敛速度和更强的全局寻优能力.相比较标准樽海鞘群算法的参数调节法,改进后的樽海鞘群算法所设计的磁导航自动导引车模糊控制器对磁偏差值控制性能更为优化,在控制器设计方面具有潜在的应用价值.     

基于马尔可夫电池模型的节能调度算法研究

对于电池供电的便携式系统,电池的节能调度是提高系统性能的重要因素,而建立精确实用的电池模型是研究电池节能调度算法的必要前提。提出了一种电池建模方法,即在每个单位时间内模拟电池的基本行为,通过行为的叠加实现对电池整个放电过程的跟踪。仿真和实验结果均证明了建模方法的正确性,同时亦表明方法具有建模简单、模型精度较高等优点。针对现有的电池节能算法往往存在增加系统复杂度、影响系统实时性等缺点,文中提出两种改进的电池节能调度算法,并在电池模型上进行了仿真验证。结果显示,改进后的算法更易于实现,且在满足系统实时性能前提下,达到较好的节能效果。     

基于VMD与熵价值的风电机组轴承故障诊断

风力发电机组滚动轴承工况复杂,其振动信号往往呈现非平稳、非线性的特性.针对传统基于数据的诊断算法不能充分挖掘出非平稳、非现性信号内部本质信息的问题,提出一种变分模态分解(Variable Modal Decomposition,VMD)和熵价值的滚动轴承诊断方法.该方法首先采用VMD将原始信号分解成若干本征模态函数,用...     

基于扩散距离的信息熵FCM多阶段LSTM-AE间歇过程故障监测

针对间歇过程中因忽略数据在阶段划分中的非线性,导致故障监测精度低的问题,提出一种基于扩散距离的信息熵模糊C均值(DDEFCM)多阶段长短期记忆网络的自动编码器(LSTM-AE)间歇过程故障监测方法。首先为了自动识别聚类个数,利用信息熵描述批处理后的二维时间片矩阵。再采用扩散距离对模糊C均值聚类(FCM)算法进行改进,解决欧式距离不能表征数据非线性的问题,有效划分间歇过程的稳定阶段,然后利用轮廓系数划分过渡阶段。最后建立多阶段LSTM-AE监测模型。利用青霉素发酵数据和大肠杆菌实际生产数据对该方法进行验证,结果表明所提方法不仅可以提升阶段划分性能,还能更加准确地进行故障监测。     

基于LS_SVM的在线建模方法在大肠杆菌发酵过程中的应用

为了实现大肠杆菌发酵过程菌体浓度基于模型的优化控制,提出一种基于最小二乘支持向量机(LS_SVM)在线建立大肠杆菌发酵过程局部模型的方法.该方法首先将当前批次滑动时间窗内采集到的数据作为查询序列,以动态时间弯曲距离(DTW)为判断时间序列相似性的标准,从历史批次数据库中搜索与之相似度最高的数据区间,组成训练样本集.然后利用LS_SVM在线建立发酵过程的局部模型.最后通过实际的大肠杆菌发酵过程数据,对本建模方法与传统的LS_SVM离线全局建模方法进行了仿真验证.结果显示,本方法在线建立的大肠杆菌发酵过程菌体浓度预估模型具有更高的精度以及动态适应能力.     

基于风功率数据的风电机组性能预测与健康状态评估

为及时准确地预测风电机组整机性能,文章基于风功率数据提出了一种考虑工况波动的相似性度量算法,结合概率和模糊理论评估机组健康状态。该方法基于聚类思想对风功率数据进行数据预处理和工况划分,针对工况子空间的正常样本与测试样本,基于主成分分析法以第二主成分方向上投影变量的标准差作为样本相似性度量指标,依据概率不确定性融合得到综合健康状态指标,量化机组性能的退化程度。结合机组性能实际退化过程,依据模糊理论确定健康状态隶属度,基于隶属度最大原则和信度准则判断机组健康状态等级。将该方法应用于某具有小样本数据的实例中,可提前两周获知风电机组发生异常,对机组健康状态的过渡过程作出了准确评估,验证了所提方法的可行性。     

基于Radon小波低分辨率的织物疵点检测算法

针对纺织过程中可能出现的瑕疵问题,提出了一种新的织物疵点分割方法--四分法和织物疵点特征提取方法--Radon小波低分辨率特征(RWLRC)。该算法先将织物图像经过Gabor滤波器预处理,再将预处理之后的织物图像等分成四部分,通过4部分的最大值与最小值确定阈值并分割。将疵点形状的二值图像进行Radon变换并得到特征曲线,应用Mallat塔式分解算法进行特征降维,最后由神经网络进行状态识别和特征分类。实验结果表明,四分法无需与正常织物对照分割,具有自适应性,Radon小波低分辨率特征的特征值只有3维,具有特征维数低、疵点形状描述准确等特点,所提方法可以有效检测与识别缺纬、缺经、油污、漏洞等常见疵点。     

基于多阶段动态PCA的发酵过程故障监测

针对间隙发酵过程具有多阶段、批次不等长,且过程动态非线性往往与发酵阶段密切相关等特点,提出一种基于多阶段动态主元分析(principal component analysis,PCA)的故障监测策略.该方法采用高斯混合模型(Gaussian mixture model,GMM)对过程数据进行聚类,能客观反映不同阶段操作模态的数据分布特点,可实现子阶段划分.针对各批次阶段划分后存在的不同步问题,采用动态时间错位(dynamic time warping,DTW)方法对各阶段进行轨迹同步,对同步后的子阶段建立动态PCA模型.最后以工业青霉素发酵过程和重组大肠杆菌制备白介素-2发酵过程为背景,采用多阶段动态PCA策略对其进行故障监测,发现算法能有效降低运行过程的漏报和误报率,验证了算法的有效性。     

基于小波变换的动态心电信号伪差识别

由突变干扰引起的伪差会严重阻碍动态心电信号的自动分析和正确诊断,常规的小波消噪方法无法消除这类伪差干扰。提出一种新的识别心电信号突变干扰的方法,即利用小波多尺度分解并结合阈值判定算法对突变干扰这类伪差进行自动识别。采用实测的30组动态心电信号对该算法进行测试,实验结果表明,该算法能快速、有效地识别动态心电信号中的突变干扰,正确检出率达到96．4％,为正确诊断动态心电信号提供保障。     

一种基于增强型最大二阶循环平稳盲解卷积的齿轮箱复合故障诊断

针对齿轮箱复合故障振动信号易受到背景噪声干扰,使得传统方法对复合故障冲击特征难以准确分离的问题,提出一种自适应最大二阶循环平稳盲解卷积(ACYCBD)与1.5维导数增强谱相结合的复合故障诊断方法。首先,利用循环谱分析检测复合故障振动信号中与故障特征相关的循环频率成分,构建不同目标类型的循环频率集;之后,根据不同类型的循环频率集,提出一种以三阶累积量稀疏度(TCS)为指标,自适应地选取最大二阶循环平稳盲解卷积(CYCBD)的最优滤波器长度的改进算法,从而更好地获得包含不同故障冲击成分的CYCBD最优滤波信号;最后,提出一种新的1.5维导数谱进行特征增强,提高信噪比,并分析谱图中突出的故障特征频率进而判别故障类型。通过仿真信号与故障实验平台数据对算法进行验证,结果表明该方法能够实现齿轮箱复合故障的准确分离与诊断。