利用参数表示任意维数正交矩阵的ICA新算法

在独立分量分析 (Independent component analysis, ICA) 中, 寻找去除高阶相关的正交矩阵成为问题关键, 而正交矩阵具有特殊的空间结构, 组成它的每个列向量可视作 RN 中单位超球表面上一点, 当这些点彼此垂直时, 整体就组成一个正交矩阵. 自然地, 这些点可以用其球坐标来参数化. 本文通过观察正交矩阵的几何结构, 找到了任意维数的随机正交矩阵的参数表示方法, 且论证了这种表示的完备性; 同时, 对随机正交矩阵参数表示的随机性做了定量分析; 然后, 利用遗传算法对参数化正交矩阵中的参数进行搜索, 得到了分离结果. 本文称这种算法为 OICA 算法, 并给出了该算法的仿真实验.     

一种应用于图像配准中大尺度位移估计的改进光流法

本文介绍了一种改进的光流法来对图像进行配准. 其新颖之处在于, 引入了一种初始运动估计器 (扩展相位相关法) 来改善光流法的性能. 光流法配准可达到亚像素级精度, 并能计算某些复杂的运动模式, 如 chirping 和 tilting, 但它处理大尺度位移的能力较弱. 相对而言, 因为扩展相位相关法可在像素级精度上对大尺度的旋转和平移进行估计, 且计算效率较高, 所以, 它可以作为光流法一种较好的运动预估器. 实验表明, 这种改进的光流法可显著提高配准精度, 特别是对存在大尺度位移的图像, 并且对随机噪声不敏感.     

基于改进布谷鸟搜索算法的TFT-LCD制造调度方法

针对基于改进布谷鸟搜索算法的TFT-LCD制造cell阶段绿色调度问题,建立了以最小化最大完工时间和碳排放总量为目标的数学模型.采用基于机器选择、转速选择和工序选择的三段式编码,应用在步长因子前加入动态系数的改进布谷鸟搜索算法,结合双元锦标赛和动态淘汰制来构建Pareto最优解集.通过对某车间实际生产数据进行仿真,验证了模型和算法的有效性,仿真结果表明,改进布谷鸟搜索算法在保障最大完工时间的前提下,可以有效的减少碳排放量.     

Kriging代理模型在对地观测卫星系统优化中的应用

结构优化是对地观测卫星系统(Earth observation satellite system,EOSS)性能提高的关键,但其覆盖性能难以解析计算.为实现EOSS优化,提出了仿真优化的求解思路:构建Kriging代理模型对仿真数据进行拟合,采用代理模型最优和最大化期望提高相结合的机制选择更新点,并定义单位距离的函数改进对更新点进行过滤;提出了改进广义模式搜索算法求解代理模型,搜索步采用遗传算法和序列二次规划算法实现,筛选步采用不完全动态筛选.最后,通过仿真实例和对比实验验证了本文方法的有效性.     

基于平均相关能量增益的超宽带平面振子优化

选取平均有效相干能量增益(MECG)作为超宽带(UWB)天线时域特性的衡量参数,并引入遗传算法,采用CST与Matlab协同编程运算,对UWB平面振子天线的形状进行重构设计,实现了天线的时域特性的优化。优化后天线的阻抗带宽为3.1~10.6 GHz,基本满足超宽带系统的工作带宽要求。天线的MECG仿真结果提高了约0.157,实测的MECG提高了约0.161.仿真和实测结果均表明:优化后天线的脉冲辐射和保真能力均达到了良好的效果,其时域性能获得了有效的改善。     

基于激光雷达和摄像机的前方车辆检测

考虑到激光雷达和机器视觉间信息的互补性,提出了一种融合图像和雷达信息的前方目标车辆检测方法.分析激光雷达数据的特点,提出了改进的基于密度的空间聚类算法实现雷达数据的聚类.目标车辆检测时,首先通过信息融合确定车辆的初始检测区域,生成车辆假设;然后利用模糊推理系统融合车辆多个特征验证车辆假设,实现车辆检测.试验结果表明,算法实现了无约束条件下的目标车辆检测,并且具有较好的适应能力和抗干扰能力,能准确地检测前方目标车辆.     

基于数据驱动鲁棒优化的用户侧综合能源舱低碳规划

在“双碳”目标下,实现多能互补利用的综合能源系统规划研究势在必行,而装卸、配置灵活的用户侧综合能源舱成为了新兴的重要研究对象。构建了引入多元混合储能、碳捕集装置的两阶段综合能源舱规划模型,达到了舱内多能灵活互补、碳排放回收利用的效果。为处理能源舱规划环节中的风电、光伏新能源出力和用户负荷不确定性问题,提出了基于极端场景椭球集的数据驱动鲁棒优化方法,对不确定变量间的相关性进行精确描述,改善了传统鲁棒优化结果过于保守的问题,并通过相较传统分布鲁棒概率计算方法而言更简便的椭球端点提取方法以得到极端场景。利用椭球极端场景优势,改进了列与约束生成法(column and constraint generation method,CCG)求解方法的步骤,避免了复杂子问题对偶处理。最后通过算例仿真,与传统区间不确定集鲁棒优化方法进行对比,证明所提规划方法在降低经济成本与节能低碳方面的优越性。     

含电转热氢装置的综合能源系统经济运行

为解决富余电力对电网的冲击问题,需要为分布式电源配置储能装置,以提高综合能源系统运行经济性。将富余电力转化为氢气已经被证明是有效的处理方法,然而传统的电氢转换效率通常低于70%,且忽略了转换过程中的热损失问题。基于此,首先,介绍了一种考虑热回收的电转氢技术,即电转热氢技术。其次,将电转热氢技术应用于电解槽中,提出了一种含电转热氢装置的综合能源系统模型。同时,以购电成本、购气成本以及富余电力惩罚成本最小为目标,协同考虑电转热氢装置的温度特性,设计了三种不同的工作场景。最后,使用改进粒子群优化算法求解可知,引入电转热氢装置后,系统交易成本降低了1.48万元。算例结果表明,电转热氢装置的加入能够有效提高综合能源系统的经济性,验证了所提模型的有效性。     

CRTS Ⅱ 型板式无砟轨道板下离缝动力影响分析及运营评估

轨道板与CA砂浆层间离缝是CRTS Ⅱ型板式无砟轨道结构的主要病害之一。为描述轨道板-CA砂浆层间界面本构行为、揭示层间离缝机理,该文提出了一种改进指数型界面内聚力模型,并基于理论分析和试验数据确定了改进模型的参数取值。该模型为含有指数系数的分段函数,可以表征层间界面拉力-位移关系的非线性特征。研究结果表明：改进指数型内聚力模型可以高效计算轨道板-CA砂浆界面内聚强度、损伤萌生时界面相对位移和界面临界断裂能,结果与试验值基本一致;改进指数型模型可以较为准确地模拟轨道板-CA砂浆界面的法向和切向开裂行为。     

基于LCD-SE-IWOA-KELM的短期风电功率区间预测

针对风电功率的不确定性、随机性以及已有的风电功率点预测无法反应其不确定性信息的问题,提出了基于局部特征尺度分解(LCD)-样本熵(SE)和改进鲸鱼优化算法(IWOA)优化核极限学习机(KELM)的短期风电功率区间预测模型。采用LCD分解来降低原始风电功率序列的非平稳性,通过测量各ISC分量的样本熵来重构新的序列以降低过多的分量对预测精度带来的影响,然后分别建立各新序列的区间预测模型,最后将各新序列的预测结果进行叠加获得最终预测结果。采用改进的WOA算法优化核极限学习机的参数。实验仿真表明,文中所提模型能够获得良好的区间预测结果,具有一定的实际意义和应用价值。