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一种基于神经动力学解决伪凸优化问题的分布式算法
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作者 喻昕 李浩宇 《小型微型计算机系统》 北大核心 2025年第3期594-601,共8页
伪凸优化作为非凸优化中的一个重要问题,在现代工程领域占有重要的地位.该文提出一种基于投影法及惩罚方法的神经动力学方法,求解具有不等式约束及等式约束的分布式伪凸优化问题.相较于已存在的各类算法,本文提出的算法在分布式系统中... 伪凸优化作为非凸优化中的一个重要问题,在现代工程领域占有重要的地位.该文提出一种基于投影法及惩罚方法的神经动力学方法,求解具有不等式约束及等式约束的分布式伪凸优化问题.相较于已存在的各类算法,本文提出的算法在分布式系统中提高了各智能体间通信的效率,仅使用涉及系统决策的状态变量进行相互通信,因此能够节省大量通信资源.本文基于非光滑分析和Lyapunov理论,证明了网络系统中的所有智能体的状态变量在有限时间内进入可行域内并永驻其中,并且可以在有限时间内达成一致,然后渐近收敛到所考虑的优化问题的最优解.同时给出了两个数值实验的仿真结果,验证了本文所提出的算法的有效性. 展开更多
关键词 分布式优化 伪凸优化 神经动力学
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头朝向细胞三维空间活动模式的神经动力学建模
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作者 许霜 王毅泓 +2 位作者 徐旭颖 潘晓川 王如彬 《应用数学和力学》 北大核心 2025年第7期836-854,共19页
哺乳动物的内嗅皮层等多个脑区中存在头朝向细胞(head-directioncells,HDcells),对特定的头部朝向进行选择性响应,构成了大脑内部的指南针系统.该系统可以以自组织的方式更新内部方向表征,也可以接收外部环境信息输入,对方向编码进行校... 哺乳动物的内嗅皮层等多个脑区中存在头朝向细胞(head-directioncells,HDcells),对特定的头部朝向进行选择性响应,构成了大脑内部的指南针系统.该系统可以以自组织的方式更新内部方向表征,也可以接收外部环境信息输入,对方向编码进行校准.目前,大多数头朝向细胞的计算模型只考虑了水平面上的头部方向编码.而实验表明,哺乳动物(例如蝙蝠)脑内存在同时编码水平方位角和竖直俯仰角的神经元,但目前还缺乏对其神经机制的计算建模研究.对此,本研究构造了一个能够同时编码方位角和俯仰角等三维方向特征的连续吸引子网络模型,不仅在单神经元水平上实现了三维头朝向细胞特定的方向偏好编码,而且在群体水平上实现了对三维空间中头部方向变化的准确追踪.模型使用的环面拓扑连接结构,相对于球面拓扑能更合理地解释蝙蝠记录的神经元对方位角的调谐数据.本研究通过神经动力学模型重现了电生理实验记录到的三维头朝向编码的现象,并对头朝向细胞三维空间的活动模式给出了动力学角度的机理解释. 展开更多
关键词 空间导航 神经动力学 头朝向细胞 连续吸引子网络 三维空间
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面向缪子成像的计算神经动力学算法 被引量:2
3
作者 刘梅 任永杰 +1 位作者 金龙 刘军涛 《兰州大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期90-97,共8页
基于缪子成像中需考虑被测物体密度的双端约束以及噪声对探测数据的影响,提出一种面向缪子成像的计算神经动力学算法,可保证结果处于约束范围内.理论分析结果表明,在无噪声或恒定噪声的情况下,该算法全局收敛于缪子成像的理论解,并能有... 基于缪子成像中需考虑被测物体密度的双端约束以及噪声对探测数据的影响,提出一种面向缪子成像的计算神经动力学算法,可保证结果处于约束范围内.理论分析结果表明,在无噪声或恒定噪声的情况下,该算法全局收敛于缪子成像的理论解,并能有效抑制随机噪声.仿真结果表明,该算法在求解缪子成像问题时具有有效性和优越性. 展开更多
关键词 计算神经动力学算法 宇宙射线缪子成像 双端约束 反演
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基于分布式神经动力学算法的微电网多目标优化方法 被引量:16
4
作者 刘青 赵洋 +3 位作者 李宁 马博翔 尚英强 李文杰 《电力系统保护与控制》 CSCD 北大核心 2021年第11期105-114,共10页
针对微电网多目标优化计算量较大问题,提出了一种考虑需求响应的微电网分布式神经动力学优化算法。首先考虑平均效率函数、微电网的排放、需求响应引起的不满意度以及总利润函数等因素建立多目标优化模型。然后应用单目标积公式将多目... 针对微电网多目标优化计算量较大问题,提出了一种考虑需求响应的微电网分布式神经动力学优化算法。首先考虑平均效率函数、微电网的排放、需求响应引起的不满意度以及总利润函数等因素建立多目标优化模型。然后应用单目标积公式将多目标优化问题转换为单目标优化问题,并证明了最优解是原始多目标问题的帕累托最优点。进一步使用对数障碍物惩罚因子处理不等式约束,利用Lasalle不变性原理和Lyapunov函数证明所提出的算法可以收敛到最优解。最后,通过仿真验证了所提方法可以在保证优化精度与收敛性条件下大大降低计算成本。 展开更多
关键词 神经动力学算法 多目标优化 最优解 微电网 需求响应
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基于生物激励神经动力学的AGV轨迹跟踪控制 被引量:4
5
作者 尹晓红 赵韩 +1 位作者 吴焱明 熊丹 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第18期2148-2152,共5页
提出了一种基于门限偶极子生物神经元模型和快速终端滑模控制策略的轨迹跟踪控制算法,使AGV在存在初始速度跳变的情况下能顺利实现小车的轨迹跟踪控制。首先由运动学控制器产生一个理想控制律,接着利用神经动力学思想解决初始速度跳变问... 提出了一种基于门限偶极子生物神经元模型和快速终端滑模控制策略的轨迹跟踪控制算法,使AGV在存在初始速度跳变的情况下能顺利实现小车的轨迹跟踪控制。首先由运动学控制器产生一个理想控制律,接着利用神经动力学思想解决初始速度跳变问题,最后用快速终端滑模控制器进一步提高跟踪精度。该控制器的输出有界且光滑,整个控制系统全局快速渐进稳定。计算机仿真结果验证了该控制器的有效性。 展开更多
关键词 AGV 神经动力学 滑模控制 反演技术 轨迹跟踪
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基于Backstepping和神经动力学的非完整移动机器人点镇定 被引量:6
6
作者 曹政才 赵应涛 吴启迪 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第3期591-595,共5页
以非完整移动机器人为控制对象,围绕机器人运动控制中重要的点镇定问题进行深入研究.本文在考虑移动机器人模型和极坐标系下的位姿误差模型基础上,提出一种Backstepping与神经动力学相结合方法,设计具有渐近稳定的点镇定控制器.该控制... 以非完整移动机器人为控制对象,围绕机器人运动控制中重要的点镇定问题进行深入研究.本文在考虑移动机器人模型和极坐标系下的位姿误差模型基础上,提出一种Backstepping与神经动力学相结合方法,设计具有渐近稳定的点镇定控制器.该控制方法能有效解决因初始误差存在而引起的速度和力矩突变问题,使机器人从静止状态快速收敛到任意参考点,实现机器人各种期望位姿的有效镇定.通过计算机仿真验证所提出控制规律的有效性. 展开更多
关键词 非完整移动机器人 点镇定 位姿误差模型 BACKSTEPPING 神经动力学
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基于神经动力学的轮式移动机器人跟踪与稳定统一控制 被引量:3
7
作者 尹晓红 杨灿 +1 位作者 阚君武 程光明 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第3期670-678,共9页
为了对轮式移动机器人(WMR)进行光滑、鲁棒、稳定的轨迹跟踪控制,分析了生物激励神经动力学原理,研究了非线性模型预测控制策略,提出了一种基于神经动力学思想的模型预测终端控制方法。首先,针对传统控制方法存在的初始速度跳变问题,利... 为了对轮式移动机器人(WMR)进行光滑、鲁棒、稳定的轨迹跟踪控制,分析了生物激励神经动力学原理,研究了非线性模型预测控制策略,提出了一种基于神经动力学思想的模型预测终端控制方法。首先,针对传统控制方法存在的初始速度跳变问题,利用神经动力学在信息处理方面的优良特性,设计了神经动力学控制模块;然后,根据模型预测控制原理给出了一个优化控制模块;最后,设计了终端域和线性反馈终端控制器来保证系统的全局渐近稳定性。仿真结果表明:利用所设计的控制方法进行曲线跟踪时,被控WMR系统收敛到参考轨迹的时间可从12s降到5s,初始线速度/角速度分别从[-3,4]m/s和[-5,6]rad/s缩小到[0,2]m/s和[-3,3]rad/s,且系统输出有界光滑,使WMR在完成轨迹跟踪的同时实现了全局渐进稳定。由于文中核心算法的推导过程不受WMR运动学模型限制,故该研究结论亦可应用于其他结构的移动机器人。 展开更多
关键词 轮式移动机器人 模型预测控制 神经动力学 跟踪 稳定性
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基于归零神经动力学的水下无线传感器网络节点测距定位方法 被引量:12
8
作者 杜秀娟 王丽娟 +1 位作者 刘静萍 金龙 《通信学报》 EI CSCD 北大核心 2022年第10期177-185,共9页
从时变角度对基于到达角度(AoA)和到达时间差(TDoA)测距算法的水下无线传感器网络(UWSN)节点定位问题进行建模,提出了一种归零神经动力学模型来求解该定位问题并对所提模型进行了收敛性分析。通过对节点定位进行计算机仿真,验证了所提... 从时变角度对基于到达角度(AoA)和到达时间差(TDoA)测距算法的水下无线传感器网络(UWSN)节点定位问题进行建模,提出了一种归零神经动力学模型来求解该定位问题并对所提模型进行了收敛性分析。通过对节点定位进行计算机仿真,验证了所提模型在精度和移动定位稳健性方面的有效性。此外,利用青海湖实验床在湖试过程中收集的位置坐标对节点进行定位,验证了所提模型对实际应用场景具有潜在的适用性。 展开更多
关键词 水下无线传感器网络 节点定位 归零神经动力学 测距定位
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CCD光电响应曲线的神经动力学拟合 被引量:3
9
作者 甘振华 熊保平 +2 位作者 杜民 高跃明 杨丕胤 《光电工程》 CAS CSCD 北大核心 2016年第12期52-57,共6页
针对在CCD输出灰度值较小的区域,最小二乘法拟合的曲线与实测值之间容易出现偏大的相对误差,本文提出以最大相对误差最小化为评价指标,使用神经动力学寻优求解曲线拟合值的方法,获得最优拟合。首先以大功率LED为线性可调光源测量CCD的... 针对在CCD输出灰度值较小的区域,最小二乘法拟合的曲线与实测值之间容易出现偏大的相对误差,本文提出以最大相对误差最小化为评价指标,使用神经动力学寻优求解曲线拟合值的方法,获得最优拟合。首先以大功率LED为线性可调光源测量CCD的光电响应数据,并设计多项式拟合的光电测量的误差模型,然后根据相对误差最小化的评价指标,采用神经动力学优化算法求解最大相对误差最小的拟合曲线。实验结果表明,寻优算法稳定有效,当多项式拟合阶次N=3时,拟合的响应曲线的最大相对误差为2.5%,明显优于最小二乘法。此外,响应数据分析表明,CCD ICX694AL在未饱和时的光电响应为线性关系,但在饱和区域,光电响应的非线性明显。 展开更多
关键词 光电响应 神经动力学 相对误差 最小二乘法
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神经动力学研究进展和若干思考 被引量:6
10
作者 韩芳 王青云 《力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第4期805-813,共9页
神经动力学是动力学与控制学科的基础性分支,属于力学与脑科学、智能科学的国际前沿交叉学科领域,主要是通过动力学与控制的基本理论和方法,建立合理的模型来探究神经系统电生理动力学行为和脑认知功能的机理.近年来,国内外学者在神经... 神经动力学是动力学与控制学科的基础性分支,属于力学与脑科学、智能科学的国际前沿交叉学科领域,主要是通过动力学与控制的基本理论和方法,建立合理的模型来探究神经系统电生理动力学行为和脑认知功能的机理.近年来,国内外学者在神经动力学的基础研究方面取得了显著成果,包括神经元和神经元网络动力学行为的深入研究、大脑不同功能结构的建模分析以及神经疾病关联脑区的网络动力学建模与控制等.本文首先对国内外神经动力学研究领域取得的进展做了较全面的概括分析,特别是给出了建模方面的发展历程.进而,基于解析生物神经网络及其动力学的研究成果,对神经动力学未来的研究方向提出了一些思考展望,期望神经动力学的研究将助力具备较强可解释性和泛化能力的类脑智能原理和方法的突破及在重大工程中的应用. 展开更多
关键词 神经动力学 研究进展 建模分析 神经网络 类脑智能
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基于自适应和神经动力学的轮式移动机器人路径跟踪控制(英文) 被引量:2
11
作者 曹政才 赵应涛 吴启迪 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第12期1717-1723,共7页
本文提出一种自适应和神经动力学相结合的轮式移动机器人路径跟踪控制方法.首先,设计运动学控制器用来获得机器人期望速度;其次,考虑机器人动力学模型参数的不确定性,利用模型参考自适应方法来设计动力学控制规律,使得机器人实际速度渐... 本文提出一种自适应和神经动力学相结合的轮式移动机器人路径跟踪控制方法.首先,设计运动学控制器用来获得机器人期望速度;其次,考虑机器人动力学模型参数的不确定性,利用模型参考自适应方法来设计动力学控制规律,使得机器人实际速度渐近逼近期望值;再次,为克服速度和力矩的跳变,加入神经动力学模型对控制器进行优化,并且通过Lypunov理论来证明整个控制系统的稳定性;最后仿真结果表明该控制方法的有效性. 展开更多
关键词 轮式移动机器人 路径跟踪 模型参考自适应 神经动力学
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量子神经动力学分析 被引量:2
12
作者 钟艳花 余永权 余晓敏 《量子电子学报》 CAS CSCD 北大核心 2005年第2期192-195,共4页
量子计算与神经计算的结合是当前人工神经网络理论发展的一个前沿课题,由此而产生的量子神经计算范式具有很高的理论价值,我们在量子理论基本原理的基础上讨论了把量子理论引入神经计算领域的可能性和可行性,并详细分析量子神经的动力... 量子计算与神经计算的结合是当前人工神经网络理论发展的一个前沿课题,由此而产生的量子神经计算范式具有很高的理论价值,我们在量子理论基本原理的基础上讨论了把量子理论引入神经计算领域的可能性和可行性,并详细分析量子神经的动力学行为,为以后建立量子神经网络和研究量子神经网络的学习算法打下了坚实的理论基础。最后简单讨论了一些与量子神经计算有关的其它问题。 展开更多
关键词 量子信息 量子计算 量子神经计算 量子神经动力学
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基于神经动力学的目标跟踪算法 被引量:3
13
作者 朱安民 明仲 《深圳大学学报(理工版)》 EI CAS 北大核心 2009年第3期283-288,共6页
通过对神经网络模型的研究,将神经动力学的Shunting模型应用到目标跟踪系统中.该算法具有模型简单、参数不敏感、网络运算不易饱和、算法速度快,且不需要预设工作环境等优点,适用于未知动态环境下的优化目标跟踪.Matlab仿真试验表明,该... 通过对神经网络模型的研究,将神经动力学的Shunting模型应用到目标跟踪系统中.该算法具有模型简单、参数不敏感、网络运算不易饱和、算法速度快,且不需要预设工作环境等优点,适用于未知动态环境下的优化目标跟踪.Matlab仿真试验表明,该算法可解决动态环境下的目标跟踪. 展开更多
关键词 神经动力学 目标跟踪 路径选择 最短路径 动态环境
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基于神经动力学的水下目标观测路径规划 被引量:7
14
作者 颜明重 黄冰逸 朱大奇 《船海工程》 北大核心 2017年第2期103-107,112,共6页
针对水下工程应用中的自治水下机器人目标观测的路径需求问题,提出基于生物启发神经动力学的路径规划方法,在二维栅格地图的基础上,建立二维生物启发神经网络模型,引入来自目标观测任务区域的激励信号和障碍物的抑制信号,任务区域能够... 针对水下工程应用中的自治水下机器人目标观测的路径需求问题,提出基于生物启发神经动力学的路径规划方法,在二维栅格地图的基础上,建立二维生物启发神经网络模型,引入来自目标观测任务区域的激励信号和障碍物的抑制信号,任务区域能够全局地吸引机器人,障碍物对机器人具有局部排斥作用,从而使得机器人能够近距离观测目标。仿真结果表明,在未知的动态水下环境中,机器人能够有效规避障碍物,自主规划出目标观测路径和返航路径。 展开更多
关键词 海洋工程 路径规划 生物启发神经动力学 水下机器人
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基于神经动力学系统的关联推理模型 被引量:1
15
作者 李新 高岩 薛永生 《厦门大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2004年第6期772-775,共4页
关联关系是事物之间普遍存在的一种关系,过去,由于受串行逻辑化表达方式的制约,该关系并没有得到很好的表述.本文从关联关系的内涵出发,揭示了它所蕴含的并行性的实质,并且以神经动力学系统作为工具,建立了关联推理的基本模型.实验证明... 关联关系是事物之间普遍存在的一种关系,过去,由于受串行逻辑化表达方式的制约,该关系并没有得到很好的表述.本文从关联关系的内涵出发,揭示了它所蕴含的并行性的实质,并且以神经动力学系统作为工具,建立了关联推理的基本模型.实验证明,这种模型能够更好的体现事物的整体特性,更加符合认知学中的"整体优势"观点. 展开更多
关键词 神经动力学系统 关联推理模型 HOPFIELD网 隶属度 模式匹配
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第二届认知神经动力学国际会议简介
16
作者 王如彬 顾凡及 陆启韶 《力学进展》 EI CSCD 北大核心 2010年第1期121-121,共1页
对于大脑的智能之谜,我们还是可望而不可及.大脑的智能牵涉到从量子到社会的各个层次,为了研究这个问题,必须要用到各种学科知识,从各种角度米进行研究.其中一个非常重要的途径就是把大脑作为一个动力学系统来进行研究.许多科学... 对于大脑的智能之谜,我们还是可望而不可及.大脑的智能牵涉到从量子到社会的各个层次,为了研究这个问题,必须要用到各种学科知识,从各种角度米进行研究.其中一个非常重要的途径就是把大脑作为一个动力学系统来进行研究.许多科学家认识到为了研究脑,需要多学科、多层次的协作攻关,这样就产生了认知神经动力学这样一个学科分支. 展开更多
关键词 神经动力学 会议简介 国际 动力学系统 学科分支 大脑 科学家 多学科
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金免疫层析试条OD-浓度曲线的神经动力学拟合
17
作者 熊保平 甘振华 +1 位作者 高跃明 杜民 《中国测试》 CAS 北大核心 2016年第11期126-130,共5页
针对金免疫层析试条定量检测系统中OD(光密度)-浓度的拟合曲线会出现检测值与实际值偏差较大,容易导致定性结果错误的情况,提出以最大绝对误差最小为评价指标的曲线拟合方案,并转化为相应的约束优化问题使用神经动力学优化算法进行求解... 针对金免疫层析试条定量检测系统中OD(光密度)-浓度的拟合曲线会出现检测值与实际值偏差较大,容易导致定性结果错误的情况,提出以最大绝对误差最小为评价指标的曲线拟合方案,并转化为相应的约束优化问题使用神经动力学优化算法进行求解。仿真数据实验表明神经动力学曲线拟合方法明显优于插值法和三次样条,与最小二乘法相比在等同条件下50次曲线拟合的平均最大绝对误差降低14%;通过金免疫层析试条定量检测仪的一组标定数据实验表明三次多项式基本符合OD值与浓度正相关关系,且此时神经动力学拟合曲线的最大误差与最小二乘法相比降低25%;实验结果表明该文提出的神经动力学曲线拟合方法结果收敛稳定,且有效降低最大绝对误差,为金免疫层析试条定量检测提供一种新的较简单和精确的曲线拟合方法。 展开更多
关键词 金免疫层析试条 定量检测 曲线拟合 约束优化 神经动力学优化算法 最小二乘法
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第一届认知神经动力学国际会议(ICCN2007)简介
18
作者 王如彬 陆启韶 《力学进展》 EI CSCD 北大核心 2008年第2期259-260,共2页
第一届认知神经动力学国际会议(The First International Conferenceon Cognitive Neurodynamics)于2007年11月17-21日在上海华东理工大学隆重举行.这次大会是由华东理工大学、上海市生物物理学会以及由我国学者担任主编的国际学报... 第一届认知神经动力学国际会议(The First International Conferenceon Cognitive Neurodynamics)于2007年11月17-21日在上海华东理工大学隆重举行.这次大会是由华东理工大学、上海市生物物理学会以及由我国学者担任主编的国际学报《认知神经动力学》(Cognitive Neurodynamics,德国Springer出版社出版)联合主办、 展开更多
关键词 神经动力学 国际会议 上海华东理工大学 FIRST 物理学会 出版社 上海市
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第一届认知神经动力学国际会议(ICCN2007)简介
19
作者 王如彬 陆启韶 《力学进展》 EI CSCD 北大核心 2008年第1期130-131,共2页
第一届认知神经动力学国际会议(The First International Conferenceon Cognitive Neurodynamics)。2007年11月17-21日在上海华东理工大学隆重举行.这次大会是由华东理工大学、上海市生物物理学会以及由我国学者担任主编的国际学报... 第一届认知神经动力学国际会议(The First International Conferenceon Cognitive Neurodynamics)。2007年11月17-21日在上海华东理工大学隆重举行.这次大会是由华东理工大学、上海市生物物理学会以及由我国学者担任主编的国际学报《认知神经动力学》(Cognitive Neurodynamics,德国Springer出版社出版)联合主办.包括中国在内的来自世界上30多个国家和地区的约250位代表参加了这次国际会议,其中国外与会代表约占2/3左右,特别是,来自美国,英国,德国,法国,澳大利亚,加拿大,荷兰,瑞典,意大利,瑞士,日本以及韩国等发达国家的与会代表占一半以上,其余包括中国在内的近20个国家的与会代表占45%左右.这显示了发达国家在认知神经科学,神经动力学及它们的交叉研究领域内的重视程度以及强大的科研实力. 展开更多
关键词 神经动力学 国际会议 上海华东理工大学 认知神经科学 发达国家 FIRST 物理学会 澳大利亚
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基于分布式神经动力学算法的微电网多目标优化 被引量:6
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作者 王鹏宇 高淼洪 +1 位作者 李冠霖 王燕涛 《科学技术与工程》 北大核心 2021年第10期4063-4070,共8页
针对微电网多目标优化计算量较大的问题,提出了一种考虑需求响应的微电网分布式神经动力学优化算法。首先,考虑平均效率函数、微电网的排放、需求响应引起的不满意度以及总利润函数等因素建立多目标优化模型。其次,应用单目标积公式将... 针对微电网多目标优化计算量较大的问题,提出了一种考虑需求响应的微电网分布式神经动力学优化算法。首先,考虑平均效率函数、微电网的排放、需求响应引起的不满意度以及总利润函数等因素建立多目标优化模型。其次,应用单目标积公式将多目标优化问题转换为单目标优化问题,并证明了最优解是原始多目标问题的帕累托最优点。再次,使用对数障碍物惩罚因子处理不等式约束,利用Lasalle的不变性原理和Lyapunov函数证明所提出的算法可以收敛到最优解。最后,通过仿真验证了本文算法可以在保证优化精度与收敛性条件下,大大降低计算成本。 展开更多
关键词 神经动力学算法 多目标优化 微电网 需求响应
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