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一种基于调节因子的小生境粒子群优化算法 被引量:5
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作者 王甫 郑亚平 刘天琪 《计算机工程》 CAS CSCD 2014年第8期147-151,共5页
针对混沌变异的小生境粒子群优化算法(NCPSO)进化中收敛速度慢、搜索精度低的缺点,提出一种基于调节因子的NCPSO改进算法(NCPSO-FLV)。通过引入速度调节因子,对收敛速度做出判断,改变粒子速度帮助粒子跳出局部最优值,使种群多样性得到加... 针对混沌变异的小生境粒子群优化算法(NCPSO)进化中收敛速度慢、搜索精度低的缺点,提出一种基于调节因子的NCPSO改进算法(NCPSO-FLV)。通过引入速度调节因子,对收敛速度做出判断,改变粒子速度帮助粒子跳出局部最优值,使种群多样性得到加强,收敛速度和搜索精度得到提高。实验结果表明,与基于惯性权重的基本粒子群算法和NCPSO算法相比,NCPSO-FLV算法的精度更高,适用于生产任务分配的工业优化计算。 展开更多
关键词 粒子优化算法 混沌变异的小生境粒子群优化算法 调节因子 速度 位置
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小生境粒子群优化算法 被引量:24
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作者 向长城 黄席樾 +1 位作者 杨祖元 杨欣 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2007年第15期41-43,共3页
针对粒子群算法容易早熟收敛和后期收敛速度慢的缺点,结合进化论中小生境技术,提出了小生境粒子群优化算法。通过粒子之间的距离找到具有相似距离的粒子个体组成小生境种群,然后在该种群里面利用粒子群优化算法进化粒子,所有个体经过其... 针对粒子群算法容易早熟收敛和后期收敛速度慢的缺点,结合进化论中小生境技术,提出了小生境粒子群优化算法。通过粒子之间的距离找到具有相似距离的粒子个体组成小生境种群,然后在该种群里面利用粒子群优化算法进化粒子,所有个体经过其小生境群体的进化之后,找到最优的个体存入到下一代的粒子群中,直到找到满意的适应值为止。最后利用Shaffer函数验证了该算法的性能,并且与其他算法进行比较,结果表明该文算法能获得比较好的解,收敛成功率高,并且代价也比较小。 展开更多
关键词 粒子优化 小生境 共享机制 优化
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基于自适应小生境粒子群优化算法的电力系统无功优化 被引量:15
3
作者 刘自发 张建华 《电力自动化设备》 EI CSCD 北大核心 2009年第11期27-30,共4页
针对电力系统无功优化问题,提出用自适应小生境粒子群优化ANPSO(Adaptive Niche Particle Swarm Optimization)算法来克服粒子群优化(PSO)算法容易早熟而陷入局部最优解的缺点。以粒子的位置状况及其2个向量点积的符号动态生成小生境半... 针对电力系统无功优化问题,提出用自适应小生境粒子群优化ANPSO(Adaptive Niche Particle Swarm Optimization)算法来克服粒子群优化(PSO)算法容易早熟而陷入局部最优解的缺点。以粒子的位置状况及其2个向量点积的符号动态生成小生境半径,根据各粒子之间的距离组成小生境种群,在小生境群体中运用粒子群优化算法进行寻优,对于更新后的群体根据粒子间的距离,利用共享机制改变粒子的适应度,用以提高整个群体的全局寻优能力。通过对IEEE6、14、30和118节点测试系统的无功优化问题计算及结果分析,并且与其他算法进行比较,结果表明该算法收敛成功率高,能获得较好的解。 展开更多
关键词 电力系统 无功优化 粒子优化 小生境 目标函数
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基于改进小生境粒子群优化算法的电力系统无功优化研究 被引量:2
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作者 韩学军 邓艳秋 +2 位作者 张全厚 高博 绳环宇 《陕西电力》 2012年第12期36-38,46,共4页
根据电力系统无功优化问题的特点,提出一种用于电力系统无功优化的最小欧氏距离下改进竞争小生境粒子群算法,利用该算法来克服粒子群优化算法容易早熟而陷入局部最优解的不足。通过对测试系统IEEE30节点进行电力系统无功优化的仿真,说... 根据电力系统无功优化问题的特点,提出一种用于电力系统无功优化的最小欧氏距离下改进竞争小生境粒子群算法,利用该算法来克服粒子群优化算法容易早熟而陷入局部最优解的不足。通过对测试系统IEEE30节点进行电力系统无功优化的仿真,说明该算法能以更快的速度得到最优解。 展开更多
关键词 无功优化 小生境粒子算法 欧氏距离 自适应
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快速综合学习粒子群优化算法 被引量:3
5
作者 杨帆 乌景秀 +2 位作者 范子武 李子祥 朱沈涛 《水利水电技术(中英文)》 北大核心 2025年第2期30-44,共15页
【目的】粒子群优化算法在反问题求解、函数优化、数据挖掘、机器学习等研究领域广泛应用,但在求解复杂多峰问题时仍存在过早收敛的问题。为了提升粒子群算法在处理复杂多峰问题求解速度和精度,提出了快速综合学习粒子群优化算法(Fast C... 【目的】粒子群优化算法在反问题求解、函数优化、数据挖掘、机器学习等研究领域广泛应用,但在求解复杂多峰问题时仍存在过早收敛的问题。为了提升粒子群算法在处理复杂多峰问题求解速度和精度,提出了快速综合学习粒子群优化算法(Fast Comprehensive Learning Particle Swarm Optimization,FCLPSO)。【方法】FCLPSO算法引入粒子学习概率、个体影响概率、群体影响概率三个属性,表征每个粒子个体“与生俱来”的不同学习能力,同时新增强化学习、粒子重生等策略,提升算法收敛速度以及监测并跳出“伪收敛”状态。选用14个标准测试函数以及6种常用粒子群变体算法开展FCLPSO算法性能分析。【结果】结果显示:在收敛性方面,FCLPSO算法平均排名为1.86,排名第一次数为7次、排名第二的次数为2次、排名最后次数为0,最终综合排名第一;在鲁棒性方面,FCLPSO算法成功率排名第一,平均值为94.3%,14个测试函数中最低成功率为73.3%;达到阈值所需适应度评价次数最少,平均值40817,较其他算法评价次数少一半。【结论】结果表明:FCLPSO算法在收敛精度、收敛速度和鲁棒性方面排名综合第一,对复杂多峰问题求解更具优势,可为工程应用中复杂优化问题求解提供重要手段。 展开更多
关键词 粒子优化算法 强化学习 粒子属性 粒子重生 过早收敛 影响因素 人工智能 全局搜索
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基于粒子群算法燃油齿轮泵多目标优化设计 被引量:1
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作者 王建森 李文宣 +3 位作者 司国雷 陈君辉 杨广胜 魏列江 《机床与液压》 北大核心 2025年第8期150-155,共6页
针对某型航空燃油齿轮泵的性能需求指标,为了实现泵低流量脉动特性及轻量化设计要求,以瞬时几何流量脉动率和齿轮泵体积最小为优化目标,以齿数、模数、压力角、变位系数及齿宽为设计变量,并结合相应约束条件建立了齿轮泵优化设计模型,... 针对某型航空燃油齿轮泵的性能需求指标,为了实现泵低流量脉动特性及轻量化设计要求,以瞬时几何流量脉动率和齿轮泵体积最小为优化目标,以齿数、模数、压力角、变位系数及齿宽为设计变量,并结合相应约束条件建立了齿轮泵优化设计模型,利用粒子群多目标优化算法进行寻优计算;绘制了优化目标对应的Pareto曲线,从中选出了一组满足设计要求的齿轮参数。并利用计算流体力学方法对该参数下的齿轮泵内部流场参数分布及瞬时几何流量特性进行了模拟分析,验证了所提方案的可行性。最后,完成了样机的加工制造及性能测试。结果表明:泵的实际输出流量与理论流量的一致性好,验证了优化模型及设计方法的可行性,为后续燃油齿轮泵进一步改进定型奠定了基础。 展开更多
关键词 燃油齿轮泵 多目标优化 流量脉动率 齿轮泵体积 粒子算法
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基于粒子群优化算法的东构造结滑坡清单建立与侵蚀速率估算 被引量:1
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作者 耿豪鹏 徐子怡 +1 位作者 郭宇 张建 《水土保持学报》 北大核心 2025年第2期338-347,共10页
[目的]构建喜马拉雅东构造结地区大范围的多时相滑坡清单,量化滑坡侵蚀速率,揭示滑坡过程在该区域的地貌学意义。[方法]基于粒子群优化算法(particle swarm optimization,PSO)进行遥感影像归一化植被指数(normalized difference vegetat... [目的]构建喜马拉雅东构造结地区大范围的多时相滑坡清单,量化滑坡侵蚀速率,揭示滑坡过程在该区域的地貌学意义。[方法]基于粒子群优化算法(particle swarm optimization,PSO)进行遥感影像归一化植被指数(normalized difference vegetation index,NDVI)的变化检测,构建1987-2021年东构造结地区的多时相滑坡清单;根据滑坡面积-体积经验公式计算该区域的滑坡侵蚀速率;结合气候和地形等参数,探讨滑坡过程的诱发因素。[结果]研究区1987-2021年共识别滑坡1 323次,其中2017-2021年的滑坡数量最多,共389次;滑坡主要分布在雅鲁藏布江大拐弯附近的河谷两侧;研究区滑坡侵蚀速率为0~76.06 mm/a,平均值为0.44 mm/a,呈以雅鲁藏布江大拐弯段为中心向四周逐渐降低的变化趋势;滑坡侵蚀速率与地质尺度岩体的剥露速率及千年尺度流域平均侵蚀速率相近;研究区滑坡的发生与降雨过程和地震活动相关,主要发育在南向坡面上,并在海拔1 500~3 000 m和坡度35°~45°聚集。[结论]滑坡是东构造结地区的主导侵蚀过程;降雨受迎风坡效应的影响在南向坡面富集,驱动该坡向上滑坡的集中分布。降水促进河流下切,以陡化边坡的方式诱发滑坡。 展开更多
关键词 粒子优化算法 多时相滑坡清单 喜马拉雅东构造结 滑坡侵蚀速率 地貌演化
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基于多目标粒子群-遗传混合算法的高速球轴承优化设计方法 被引量:1
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作者 杨文 叶帅 +2 位作者 姚齐水 余江鸿 胡美娟 《机电工程》 北大核心 2025年第2期226-236,共11页
目前以新能源汽车电驱系统等为代表的超高转速运行场景越来越多,对轴承类关键零部件的性能要求也不断提高,对轴承的承载性能和温升控制也提出了更高的要求。为了优化轴承的结构,提升其服役性能,以新能源汽车电驱系统6206轴承为例,提出... 目前以新能源汽车电驱系统等为代表的超高转速运行场景越来越多,对轴承类关键零部件的性能要求也不断提高,对轴承的承载性能和温升控制也提出了更高的要求。为了优化轴承的结构,提升其服役性能,以新能源汽车电驱系统6206轴承为例,提出了一种基于多目标粒子群-遗传混合算法的球轴承结构优化设计方法。首先,建立了以轴承最大额定动载荷、最大额定静载荷和最小摩擦生热率为目标函数的优化数学模型;然后,利用多目标粒子群算法(MOPSO)的全局搜索能力和改进非支配排序遗传算法(NSGA-II)的进化操作,引入粒子寻优速度控制策略、交叉变异策略和罚函数机制,解决了带约束优化问题求解和局部最优问题,增强了算法的收敛速度和解集探索能力;最后,在特定工况下对轴承结构进行了优化,采用层次分析法,从Pareto前沿中优选了内外圈沟曲率半径系数、滚动体数量、滚动体直径和节圆直径的最优值。研究结果表明:在16 kN径向载荷、15 000 r/min的高转速工况下,以新能源汽车电驱系统6206型深沟球轴承为例进行了分析,结果显示,优化后的轴承接触应力下降了21.2%,应变下降了25.6%,摩擦生热下降了16.7%,体现了该方法在收敛性能、寻优速度等方面的优势。该优化设计方法可为球轴承的工程应用提供有价值的参考。 展开更多
关键词 高速球轴承结构设计 多目标粒子-遗传混合算法 改进非支配排序遗传算法 优化设计目标函数 层次分析法 6206型深沟球轴承
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粒子群算法与有限元融合驱动的薄壁复合材料构件支撑布局优化
9
作者 王福吉 何青松 +3 位作者 付饶 邓俊 林永权 马兴 《航空制造技术》 北大核心 2025年第6期40-47,共8页
薄壁复合材料构件的支撑布局设计是抑制其加工振动及变形的重要方法,但多数支撑布局的优化过程中只考虑单一的振动或变形,并且忽略了吸盘吸附对工件的影响,与实际工况有较大偏差。本文提出一种粒子群算法和有限元融合驱动的薄壁构件支... 薄壁复合材料构件的支撑布局设计是抑制其加工振动及变形的重要方法,但多数支撑布局的优化过程中只考虑单一的振动或变形,并且忽略了吸盘吸附对工件的影响,与实际工况有较大偏差。本文提出一种粒子群算法和有限元融合驱动的薄壁构件支撑布局优化方法,综合考虑了工件吸附变形、支撑后工件固有频率与刀具激励频率有效分离、额外辅助支撑等因素,能够在保证最大变形量满足要求的前提下实现支撑点数量及位置的优化。首先逐次在最大变形处增加支撑点直至满足变形要求,再在易产生共振的固有频率所对应振型的最大振幅处增加支撑点,直到满足频率要求,然后利用优化算法找到最小支撑点数量并进行最小支撑点数量下的支撑布局优化,最后开发了基于Abaqus和粒子群算法的支撑布局优化模块,进行了构件优化计算和试验验证。结果表明,该方法能够在保证频率及变形要求的前提下,有效减少支撑点数量。 展开更多
关键词 薄壁构件 支撑布局优化 有限元 粒子算法 变形
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投影解析法和粒子群算法的仿人机器人步态优化
10
作者 朱志伟 唐春霞 +1 位作者 徐立娟 陈殿生 《机械设计与制造》 北大核心 2025年第9期309-314,319,共7页
针对常见仿人机器人步态优化方法中存在模型复杂、数据量大和收敛速度慢的问题,采用投影解析法分析仿人机器人运动模型,利用三次样条插值法对步态轨迹进行规划,基于粒子群算法(Particle Swarm Optimization,PSO)优化仿人机器人关节电机... 针对常见仿人机器人步态优化方法中存在模型复杂、数据量大和收敛速度慢的问题,采用投影解析法分析仿人机器人运动模型,利用三次样条插值法对步态轨迹进行规划,基于粒子群算法(Particle Swarm Optimization,PSO)优化仿人机器人关节电机的角度。将零力矩点(Zero Moment Point,ZMP)作为仿人机器人动态稳定的判断依据,并把最小轨迹变量和每步驱动能耗构造为目标函数。MATLAB仿真实验表明:所提方法在仿人机器人步态优化中具有高效地搜寻全局最优参数能力,使仿人机器人实现了轨迹平滑、控制稳定的初始步、周期步和终止步等。 展开更多
关键词 仿人机器人 投影解析法 步态优化 粒子优化算法(PSO) 零力矩点(ZMP) MATLAB
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基于系统辨识和改进多目标粒子群算法的水泥原料配比优化
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作者 秦红斌 陈龙 +1 位作者 唐红涛 张峰 《控制工程》 北大核心 2025年第7期1260-1270,共11页
为了得到高品质、低成本的水泥生料,对原料配比优化问题进行了研究。首先,针对原料氧化物含量波动和立磨工况变化的问题,提出了原料氧化物含量等效值的概念,将其作为水泥生料氧化物含量和原料配比之间的关系参数,并利用系统辨识方法对... 为了得到高品质、低成本的水泥生料,对原料配比优化问题进行了研究。首先,针对原料氧化物含量波动和立磨工况变化的问题,提出了原料氧化物含量等效值的概念,将其作为水泥生料氧化物含量和原料配比之间的关系参数,并利用系统辨识方法对其进行求解;然后,建立了以最小化原料成本和原料配比调整量为目标的原料配比多目标优化模型,将各项生料质量控制指标加入约束条件以保证解的可行性,并提出了改进多目标粒子群优化算法对模型进行求解。实验结果表明,相比于非支配排序遗传算法II(non-dominated sorting genetic algorithm II,NSGA-II)和人工配比,采用所提算法优化原料配比,不仅将各项生料质量控制指标较好地控制在目标范围内,还降低了原料成本。 展开更多
关键词 水泥原料配比 原料氧化物含量等效值 系统辨识 改进多目标粒子优化算法
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基于多目标粒子群算法的油田水驱后加密聚驱注采参数优化方法
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作者 杨二龙 齐梦 +2 位作者 甘庭源 董驰 孙宁 《钻采工艺》 北大核心 2025年第5期100-106,共7页
B区块目前处于水驱开发阶段,储层非均质性强、油水井注采制度不合理等导致注水无效循环,剩余油动用不均衡。在后续开发阶段如何通过优化注采参数,减小渗流阻力差异,实现平面及纵向均衡驱替,对于油藏开发调整具有重要意义。基于油藏工程... B区块目前处于水驱开发阶段,储层非均质性强、油水井注采制度不合理等导致注水无效循环,剩余油动用不均衡。在后续开发阶段如何通过优化注采参数,减小渗流阻力差异,实现平面及纵向均衡驱替,对于油藏开发调整具有重要意义。基于油藏工程方法和多相渗流力学理论,以Buckley-Leverett方程为基础,建立了多层非均质油藏水驱井网加密后聚合物驱开发渗流阻力模型。在明确均衡驱替标准的基础上,以全区累积产油量最大、含水上升率最小、单井含水率变异系数最小为目标函数,以合理注采参数界限为约束条件,以单井分层注入量和单井产液量为优化变量,建立多层非均质油藏注采参数优化数学模型,并采用多目标粒子群算法进行求解优化。参数优化后的B区块在加密聚驱阶段累积产油量增加36.02×10^(4)m^(3),含水率降低3.75%,其典型井组在加密聚驱阶段累积产油量增加10.58×10^(4)m^(3),单井含水率变异系数减小0.03,含水上升率降低2.32%,增油降水效果显著。文章所建立的基于多目标粒子群算法的注采参数优化方法,可为油田高效开发提供技术参考。 展开更多
关键词 多层非均质油藏 加密聚驱 均衡驱替 多目标粒子算法 注采参数优化
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基于响应面法及改进粒子群算法的重载铁路大机捣固作业参数优化
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作者 许玉德 李少铮 +2 位作者 胡猛 薛志强 郭建良 《中国铁道科学》 北大核心 2025年第5期88-99,共12页
大型机械作业是改善有砟轨道线路几何形位的有效手段,科学合理的捣固参数是确保铁路安全运营的关键因素。当前捣固参数的选择主要基于道床恢复质量作为评价指标,而忽视了捣固对道砟受力特性的影响。为此,采用离散元与多体动力学耦合方法... 大型机械作业是改善有砟轨道线路几何形位的有效手段,科学合理的捣固参数是确保铁路安全运营的关键因素。当前捣固参数的选择主要基于道床恢复质量作为评价指标,而忽视了捣固对道砟受力特性的影响。为此,采用离散元与多体动力学耦合方法,构建有砟道床与捣固装置的耦合模型,并通过现场试验验证模型的可靠性。在此基础上,结合响应面法和改进粒子群算法,以道床支承刚度和道砟间接触力超过临界值的比率作为响应值,对捣固频率、捣固振幅及捣镐移速等关键参数进行优化。结果表明:最优捣固参数组合为捣固频率39 Hz、捣固振幅8 mm和捣镐移速1 m·s^(-1),采用该优化参数后,在道床支承刚度保持基本不变的前提下,道砟间作用力超过临界值的比例明显降低,降幅达33.33%;捣固参数优化后道砟受力减小,不仅提升了作业质量,还可延长道砟的使用寿命。 展开更多
关键词 重载铁路 大机捣固 响应面法 粒子算法 捣固参数优化
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基于混沌映射和高斯扰动的改进粒子群优化算法MPPT控制策略研究
14
作者 肖义平 赵云峰 《电源学报》 北大核心 2025年第5期96-104,共9页
光伏阵列在局部阴影条件下P-U曲线会出现多个峰值,传统的粒子群优化PSO(particle swarm optimization)算法无法快速精确地搜寻到最大功率点。针对这种情况,本文提出1种基于混沌映射和高斯扰动的改进粒子群优化算法最大功率点跟踪MPPT(ma... 光伏阵列在局部阴影条件下P-U曲线会出现多个峰值,传统的粒子群优化PSO(particle swarm optimization)算法无法快速精确地搜寻到最大功率点。针对这种情况,本文提出1种基于混沌映射和高斯扰动的改进粒子群优化算法最大功率点跟踪MPPT(maximum power point tracking)控制策略。首先引入混沌Sine映射构造1种非线性随机递增惯性权重,并在粒子群的“个体认知”部分引入高斯扰动,同时利用对数函数构造学习因子,形成基于混沌映射和高斯扰动的改进粒子群算法;通过对6种典型单峰、多峰函数的测试,证明该算法收敛速度更快,不易陷入局部最优;将算法应用于MPPT控制中,并进一步通过不同算法MPPT控制进行对比仿真研究。对比仿真结果表明:在均匀光照强度、局部静态遮荫和动态遮荫3种情况下,基于混沌映射和高斯扰动的改进粒子群优化算法MPPT控制策略均具有更快的收敛速度和更小的搜索振荡幅度,能准确地搜寻到最大功率点,具有更高的寻优精度,从而提高了MPPT系统的发电效率。 展开更多
关键词 局部遮荫 最大功率点跟踪 混沌映射 高斯扰动 改进粒子优化算法
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基于分步-协同粒子群算法的纵断面线路-电分相布设综合优化
15
作者 陈燕平 《铁道科学与工程学报》 北大核心 2025年第9期3931-3941,共11页
电分相布设是否合理对于列车的安全运行有着重要影响。以往铁路设计中,会考虑纵断面设计对于控制因素、重要征拆、工程造价、施工工艺等的影响,由于站前与站后设计不同步,较少考虑纵断面设计对于电分相的决定性影响,当前电分相的设置通... 电分相布设是否合理对于列车的安全运行有着重要影响。以往铁路设计中,会考虑纵断面设计对于控制因素、重要征拆、工程造价、施工工艺等的影响,由于站前与站后设计不同步,较少考虑纵断面设计对于电分相的决定性影响,当前电分相的设置通常后置于铁路选线设计工作,基于既定的线路方案而展开,导致电分相与线路匹配困难,甚至一旦后期运营面临极端天气无法达速时,易发生列车掉电分相等情况而危及行车安全。针对这一问题,在纵断面线路设计过程中预先考虑了电分相布设的影响,基于列车牵引运行仿真分析,建立铁路线路纵断面与电分相布设的协同优化模型,该优化模型以里程与标高为设计变量,以铁路综合费用为目标函数,以最大坡度、最小坡段长、最大坡度代数差等为约束条件;提出了分步−协同粒子群算法用于优化模型的解算,采用元启发式群智能优化方法,将优化问题的解决方案抽象为超维设计空间中的粒子,先分步生成初始群体,再协同进化线路−电分相综合方案的粒子群优化算法,实现了纵断面线路−电分相布设的综合方案智能优化。本研究成果已成功应用于某重大高速铁路线路车站的上行联络线工程,指导了该段纵断面线路设计过程,通过分步−协同粒子群算法解决了传统设计列车掉电分相的难题,从源头上降低了铁路运营期间沿线的电分相的相关风险。 展开更多
关键词 铁路纵断面设计 电分相 粒子算法 优化 列车运行模拟
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基于粒子群算法的零齿差内啮合机构优化
16
作者 王世杰 杨喆 《沈阳工业大学学报》 北大核心 2025年第1期61-66,共6页
【目的】针对潜油螺杆泵采油系统中联轴装置零齿差内啮合机构重合度低、内外齿轮齿厚系数不稳定以及齿厚偏薄易导致轮齿折断等问题,提出了一种优化机构内变位系数、提高重合度值的方法,并设计了相应的优化模型。【方法】分析了传统设计... 【目的】针对潜油螺杆泵采油系统中联轴装置零齿差内啮合机构重合度低、内外齿轮齿厚系数不稳定以及齿厚偏薄易导致轮齿折断等问题,提出了一种优化机构内变位系数、提高重合度值的方法,并设计了相应的优化模型。【方法】分析了传统设计方法中零齿差机构变位系数的设计缺陷,明确了目标函数和约束条件,定义了设计变量。采用粒子群优化(PSO)算法中的惯性权重线性递减策略提升粒子的局部与全局寻优能力,引入收缩因子并通过改进的速度更新迭代公式缩短收敛时间。以重合度和齿厚系数为优化目标函数,同时结合零齿差内啮合机构的齿轮约束条件建立了优化模型。【结果】为验证算法的稳定性,以用户输入的初始参数(内外齿轮模数为6,齿数为12,分度圆压力角为20°,外齿轮齿宽为30 mm,内齿轮齿宽为28 mm,偏心量范围为2.5~5 mm)进行优化分析。结果表明,通过改进PSO算法得到了径向变位系数和切向变位系数的最优解,即改进PSO算法显著提升了变位系数的优化效果。对比原始数据和优化结果,改进PSO算法的重合度提升了最高达26.2%,特别是在不同偏心量下,优化后的重合度均显著提高。【结论】通过对比改进前后的PSO算法,改进后的算法兼具全局收敛性与精确搜索能力,所得变位系数更加合理有效;优化后的齿厚系数更加平稳,显著降低了轮齿折断风险。最终优化后的变位系数不仅满足各项约束条件,且便于后续加工,提高了计算效率,显现出良好的设计效果。 展开更多
关键词 零齿差内啮合 变位系数 重合度 粒子算法 优化设计 惯性权重 收缩因子
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基于改进粒子群优化算法的水稻钵苗膜上移栽机构混合多位姿综合与试验
17
作者 辛亮 冯宇琛 +1 位作者 张轶群 何泽宇 《农业机械学报》 北大核心 2025年第8期283-292,共10页
针对现有水稻钵苗膜上移栽机构缺少对钵苗移栽及破膜挖穴作业轨迹与姿态控制,从而影响水稻钵苗膜上移栽协同作业质量的问题,本文提出一种基于改进粒子群优化算法(GFPSO)的并置式复合非圆齿轮行星轮系机构混合多位姿综合设计方法。首先... 针对现有水稻钵苗膜上移栽机构缺少对钵苗移栽及破膜挖穴作业轨迹与姿态控制,从而影响水稻钵苗膜上移栽协同作业质量的问题,本文提出一种基于改进粒子群优化算法(GFPSO)的并置式复合非圆齿轮行星轮系机构混合多位姿综合设计方法。首先提出并置式水稻钵苗膜上移栽机构设计要求,分别完成钵苗移栽与协同破膜挖穴理想轨迹规划与关键位姿点选取,建立水稻钵苗膜上移栽机构混合多位姿综合模型;将粒子群优化算法与适应度-距离平衡选择策略及高斯随机游走扩散过程结合,提出一种改进粒子群智能优化算法(GFPSO)进而完成复合非圆行星轮系机构的混合多位姿综合模型求解,实现基于求解结果的轮系机构设计。根据设计结果开展水稻钵苗膜上移栽机构三维建模及ADAMS虚拟样机仿真,通过对比仿真轨迹与关键点位姿参数,验证了机构设计正确性。通过物理样机加工装配与试验台架组装,开展机构空转试验。试验结果表明,实际运动轨迹、姿态与理论设计、虚拟仿真结果基本一致;开展水稻钵苗膜上移栽性能试验,试验结果表明,平均膜上移栽成功率为90.95%,平均栽植株距变异系数为2.35%,水稻钵苗膜上移栽性能良好,验证了水稻钵苗膜上移栽机构的可行性与实用性。 展开更多
关键词 水稻钵苗膜上移栽 复合非圆齿轮行星轮系 混合多位姿综合 改进粒子优化算法
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改进粒子群优化算法结合BP神经网络模型的水体透射光谱总磷浓度预测研究 被引量:3
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作者 张国浩 王彩玲 +1 位作者 王洪伟 于涛 《光谱学与光谱分析》 北大核心 2025年第2期394-402,共9页
使用光谱数据结合融合算法对水体污染物含量进行准确检测以保护水资源已成为一个关键问题。然而,光谱数据的高维特性以及模型的不稳定常常导致预测效果不佳,无法准确的进行检测。本研究提出了一种环保和准确的方法,实现对长江水体中总... 使用光谱数据结合融合算法对水体污染物含量进行准确检测以保护水资源已成为一个关键问题。然而,光谱数据的高维特性以及模型的不稳定常常导致预测效果不佳,无法准确的进行检测。本研究提出了一种环保和准确的方法,实现对长江水体中总磷浓度含量的预测。具体而言,首先对测得的长江水质光谱数据进行最大最小归一化和均值中心化两种预处理操作,在消除不同数据量级差异的同时去除了噪声,确保了数据的一致性和可靠性。其次,为了解决光谱数据的高维度问题,采用了核主成分分析(KPCA)方法来降低数据维度并提取特征。KPCA方法通过在高维度的空间中找到一个分类平面,选出能代表原始数据99.42%信息量的前6个主成分,用于后续预测模型的训练。接着在原始粒子群算法的基础上引入了粒子初始化规则、多种群竞争策略、参数自适应更新策略、种群多样性引导策略和粒子变异机制,提高了粒子群的寻优能力,降低粒子陷入局部最优解的概率。并使用改进后的粒子群算法对BP神经网络(BPNN)中的初始化权重和参数大小进行寻优,从而加快网络的收敛效果,提高预测能力。最后,使用本研究所提出的预测模型对测试集中的样本进行总磷浓度的预测,实验结果得到R^(2)为0.975786,RMSE为0.002242,MAE为0.001612。将本模型与当前预测性能较好的其他基准模型进行预测效果的对比,本研究所提出的模型对长江水体总磷浓度预测拟合效果更好,精确度更高。在水资源保护和环境管理领域中使用光谱数据结合融合算法进行预测模型的研究和实践提供了新的思路和观点。 展开更多
关键词 光谱数据 改进粒子优化算法 BP神经网络模型 核主成分分析(KPCA) 总磷浓度
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基于小生境粒子群算法的公差多目标优化设计 被引量:16
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作者 刘海博 刘检华 +2 位作者 何永熹 郭崇颖 蒋科 《计算机集成制造系统》 EI CSCD 北大核心 2015年第3期585-592,共8页
为解决产品设计中的公差优化问题,提出一种基于小生境粒子群算法的公差多目标优化方法。以加工成本、质量损失成本和公差敏感性为优化目标,以装配功能要求和加工能力为约束条件,建立了公差多目标优化模型。对标准粒子群算法进行改进,根... 为解决产品设计中的公差优化问题,提出一种基于小生境粒子群算法的公差多目标优化方法。以加工成本、质量损失成本和公差敏感性为优化目标,以装配功能要求和加工能力为约束条件,建立了公差多目标优化模型。对标准粒子群算法进行改进,根据小生境数和Pareto优劣性确定孤立粒子,并通过个体历史最优粒子与孤立粒子的变异、选择操作更新粒子的个体历史最优位置;利用Pareto支配数排序更新粒子群的全局最优位置。利用改进的粒子群算法对公差多目标优化模型进行求解,得到分布均匀的Pareto前沿。设计并开发了原型系统,通过实例验证了该方法的有效性。 展开更多
关键词 公差优化 多目标 PARETO最优解 小生境粒子算法 产品设计
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基于小生境和交叉选择算子的改进粒子群优化算法 被引量:16
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作者 池元成 方杰 +1 位作者 魏鑫 蔡国飙 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2010年第1期111-114,共4页
在求解高维多峰函数时,如果个体历史最好位置缺少多样性分布,粒子群优化算法就容易陷入局部最优,出现早熟现象。为此,结合小生境和交叉选择算子提出了一种改进粒子群优化算法(简称NCSPSO)。该算法在进行速度和位置更新之后,根据小生境... 在求解高维多峰函数时,如果个体历史最好位置缺少多样性分布,粒子群优化算法就容易陷入局部最优,出现早熟现象。为此,结合小生境和交叉选择算子提出了一种改进粒子群优化算法(简称NCSPSO)。该算法在进行速度和位置更新之后,根据小生境数确定个体历史最好位置中的孤立点;然后对所有个体历史最好值劣于孤立点值的粒子使用交叉和选择算子进行更新。函数测试表明,NCSPSO有效地克服了标准PSO的缺点,性能上也有了明显提高。最后,将NCSPSO应用于高次非线性复数方程的求解,较好地解决了POGO振动研究中的固有频率计算问题。 展开更多
关键词 粒子优化算法 孤立点 小生境 交叉算子 选择算子
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