A sequential quadratic programming-based algorithm for optimization of gas networks

British Gas uses a complex, heavily looped network of pipes and controllable units (compressors and regulators) to transmit gas from coastal supply terminals to regional demand points. Computer algorithms are required for efficient management of the system. This paper describes an algorithm for optimal control over periods of up to a day. The problem is large scale and highly nonlinear in both objective function and constraints. The method is based on Sequential Quadratic Programming and takes account of the structure of the pipeflow equations by means of a reduced gradient technique which eliminates most of the variables from the quadratic subproblems. The latter involve only simple bound constraints, which are handled efficiently by a conjugate gradient-active set algorithm. Trust region techniques permit use of the exact Hessian, preserving sparsity. More general constraints are handled at an outer level by a truncated augmented Lagrangian method. Results are included for some realistic problems. The algorithm is generally applicable to problems with a control structure.     

最佳相位设计的MBE声码器语音合成

提出了一种基于最佳相位设计的语音合成技术,能够有效降低MBE声码器合成语音信号由于波形失衡而导致的饱和失真的概率.此外,为了保证合成滤波器的稳定性,对线谱频率(LSF)系数提取进行了优化.实验结果显示,合成语音信号波形近似平衡地分布在零幅度值的上下,语音听起来没有不舒服的感觉.实验结果表明,基于最佳相位设计的语音合成技术能够有效改善合成语音质量.     

水轮机调节系统的状态PI控制器研究

虽然状态PI控制器已经提出很多年,但至今未在水轮机转速控制中有所应用。本文应用状态PI控制,从水轮机控制系统状态反馈模型出发,设计水轮机调节系统状态PI控制器,并对状态PI最优控制与传统推荐PID最佳调节进行比较分析。仿真结果表明:两者动态过程明显不同,前者的动态过程呈现非周期快速稳定特点,而后者的动态过程则为衰减振荡过程,并且状态PI控制在负荷变化时有更好的控制品质。     

机器人足球比赛系统中的机器人任务分配方法

针对基于遗传算法的多机器人任务分配方法中,由于初始种群是随机产生不能很好地表征整个解空间,而容易陷入局部最优解的问题,提出一种新的多机器人任务分配方法。该方法根据机器人效用函数值来确定个体基因,从而产生初始种群,并引进分层遗传算法来实现具有不同最优基因的群体分开演化。仿真实验表明,该方法比传统的遗传算法有更高的寻优效率和更快的收敛速度。     

动态规划法求解加工顺序问题的研究

提出动态规划法求解加工顺序问题的方法,分析最优子结构性质,建立最优值的递归关系式,分析Johnson-Bell-man’s Rule并设计算法流程,最后通过构造实例表明了算法的有效性。     

基于神经网络的电子地图最优路径研究

现阶段电子地图的应用已经深入到各行各业,最优路径的查找及规划作为GIS的一个关键问题,成为研究的一个难点,本文提出一种基于Hopfield神经网络的方法来解决地图最优路径问题。以物流配送中的车辆路径最优化为例,先根据Hopfield神经网络模型研究基于Hopfield的最优路径算法,然后探讨和验证该算法的可行性、实用性,最后通过算例分析对该方法进行验证。     

考虑蓄水期弃水风险的水库长期发电调度方法

短期径流的大幅波动使得以平均径流为基础制定的水库长期调度方案面临较大弃水风险,是影响水库长期调度决策合理性的重要因素。本文考虑日尺度径流波动影响,提出一种蓄水期弃水风险量化方法,并建立了耦合弃水风险的水库长期发电调度模型。利用长系列日径流资料,结合风险最小蓄水规则,以不蓄弃水流量为指标量化蓄水期各月弃水风险;采用Copula函数构建月均入流与弃水风险的联合分布和条件概率分布,明晰了特定入流条件的风险置信区间;最后,将弃水风险以弃电损失函数融入优化模型,以获得更符合实际的长期调度方案。以澜沧江流域小湾水库为工程背景进行调度模拟分析,结果表明本文方法能够有效降低水库长期优化调度方案的弃水风险,有利于提高优化结果的可操作性,与传统方法相比,能够使多年平均弃水减少约4.76亿m³、发电量增加约1.15亿kW·h。     

金沙江中游梯级水电站联合优化调度实践

分析了金沙江中游区域梯级水电站联合调度的特殊性及复杂性,从电调的角度介绍了金中集控中心自成立以来对受控梯级水电站联合调度的具体实施,总结了梯级水电站联合优化调度的措施,并分析了梯级水电站联合优化调度的综合效益,发现优化调度成效明显。     

基于星敏感器的姿态优化估计算法

对于采用星敏感器的航天器姿态确定问题,提出了一种快速的姿态优化估计方法;首先,根据Rodrigues参数和观测向量之间的线性关系,引入四元数,构造了不同的非奇异的优化准则;其次,借助四元数,求解了基于该准则的姿态优化算法;误差协方差分析和数值仿真结果表明,该算法与著名的QUaternion ESTmation(QUEST)算法相比,在相同的操作系统环境下,具有相同的姿态估计精度,但计算速度更快,对两种算法选取间隔为2000次的仿真步长,统计数据长度为100个采样点,最后对结果加权求平均值,统计结果显示仅为QUEST的三分之一;这种姿态优化估计方法具有一定的工程应用价值。     

多时滞线性连续系统的最优H∞容错控制

针对状态具有多个时滞的线性连续系统,基于Lyapunov稳定性理论和线性矩阵不等式方法(LMI),采用无时滞记忆的状态反馈控制律,研究了在执行器发生故障的情况下,连续多时滞系统的最优H∞容错控制问题.首先,给出了系统没有干扰输入时存在无记忆状态反馈容错控制器的一个充分条件;进一步,给出了在H∞扰动衰减指标约束下,系统存在无记忆状态反馈H∞容错控制器的一个充分条件;最后,给出了最优无时滞记忆状态反馈H∞容错控制器的设计方法.仿真实例证明了所得最优H∞容错控制嚣设计方法的正确性和有效性.