基于遗传算法-序列二次规划的磁共振被动匀场优化方法

1

作者 赵杰 刘锋 +1 位作者 夏灵 范一峰 《浙江大学学报（工学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期1305-1314,共10页

为了解决磁共振成像(MRI)系统中固有的主磁场(B0)不均匀的问题,提出遗传算法-序列二次规划(GASQP)算法,以提高7 T磁共振的主磁场均匀性.从被动匀场数学模型的角度出发,该混合算法利用GA算法获得稳定的初始解,实现主磁场的第1次优化,再通... 为了解决磁共振成像(MRI)系统中固有的主磁场(B0)不均匀的问题,提出遗传算法-序列二次规划(GASQP)算法,以提高7 T磁共振的主磁场均匀性.从被动匀场数学模型的角度出发,该混合算法利用GA算法获得稳定的初始解,实现主磁场的第1次优化,再通过SQP算法的快速求解,在较少的时间内实现主磁场的第2次优化,同时提高磁共振主磁场的均匀性.采用正则化方法减少磁场均匀所需的铁片质量,并且获得稀疏的铁片分布.在仿真建模的案例研究中,7 T磁共振裸磁场均匀度可以从462×10-6优化到4.5×10-6,并且在匀场空间上仅消耗0.8 kg的铁片.相比于传统的GA优化方法,新方案的磁场均匀性提高了96.7%,总铁片消耗质量减少了85.7%.实验结果表明,GA-SQP算法比其他优化算法具有更强的鲁棒性和竞争力. 展开更多

关键词 磁共振成像 被动匀场 遗传算法-序列二次规划(ga-sqp) 正则化方法 非线性优化

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基于改进遗传算法和序列二次规划的再入轨迹优化 被引量：19

2

作者 张鼎逆 刘毅 《浙江大学学报（工学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第1期161-167,共7页

提出结合改进遗传算法和序列二次规划法的可重复使用运载器再入轨迹优化方法,发挥了遗传算法(GA)对初值不敏感和全局收敛性强以及序列二次规划(SQP)法收敛速度快和精度高等优点,弥补了遗传算法优化结果的随机抖动、序列二次规划法对初... 提出结合改进遗传算法和序列二次规划法的可重复使用运载器再入轨迹优化方法,发挥了遗传算法(GA)对初值不敏感和全局收敛性强以及序列二次规划(SQP)法收敛速度快和精度高等优点,弥补了遗传算法优化结果的随机抖动、序列二次规划法对初始值敏感、收敛半径小和容易陷入局部极值等不足.将改进的遗传模拟退火罚函数法用于全局搜索设计空间,序列二次规划法用于局部优化,直接配点法用于将最优控制问题离散为非线性规划问题.算例结果表明,在没有初始估计的情况下,能够得到高精度的全局最优解,证明了该算法的正确性和有效性,验证了该算法具有初值不敏感和鲁棒性好的优点. 展开更多

关键词 直接配点法 模拟退火 遗传算法(GA) 序列二次规划(SQP) 可重复使用运载器

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基于遗传算法和序列二次规划法的结构稳健性优化设计方法 被引量：2

3

作者 马志毅 张彬 楚雪梅 《遥测遥控》 2022年第1期21-28,共8页

针对目前结构优化设计方法未考虑参数随机性的问题,提出基于遗传算法和序列二次规划法的结构稳健性优化设计方法。将结构产品的质量特性作为优化目标,性能函数的可靠度指标作为约束条件,建立稳健性优化设计模型。利用序列二次规划法计... 针对目前结构优化设计方法未考虑参数随机性的问题,提出基于遗传算法和序列二次规划法的结构稳健性优化设计方法。将结构产品的质量特性作为优化目标,性能函数的可靠度指标作为约束条件,建立稳健性优化设计模型。利用序列二次规划法计算其性能函数的可靠度指标,在此基础上,利用遗传算法进行迭代计算,得出最优设计结果。最后,将某型导引头导轨齿轮设计作为工程案例,验证了使用此结构稳健性优化设计方法能够降低产品重量,提高结构稳健性。 展开更多

关键词 遗传算法 序列二次规划 可靠性稳健优化设计 机械结构产品

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采用融合遗传算法的高速公路服务区综合能源系统优化调度研究 被引量：5

4

作者 李杰 高爽 +1 位作者 袁博兴 张懿璞 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期200-211,共12页

为达成“碳中和”目标愿景、促进公路交通系统与新能源的融合,以高速公路服务区为研究对象,考虑服务区内电、冷、热、气共4种负荷需求,构建了包含风光发电的新能源发电方式和电转气设备的高速公路服务区综合能源系统。在此基础上,以风... 为达成“碳中和”目标愿景、促进公路交通系统与新能源的融合,以高速公路服务区为研究对象,考虑服务区内电、冷、热、气共4种负荷需求,构建了包含风光发电的新能源发电方式和电转气设备的高速公路服务区综合能源系统。在此基础上,以风电、光伏出力日前预测和多能负荷日前消耗为输入,各能源设备出力及购能分配为输出,以总成本最低为目标函数,考虑能量平衡、设备安全、运行状态等约束,建立了高速公路服务区综合能源系统优化调度模型。针对高速公路服务区综合能源系统调度问题,设计了遗传-序列二次规划融合优化算法,并以某服务区夏季典型日为例进行验证。结果表明:所构建的调度系统能够有效消纳可再生能源出力,协调外部购电、购气的比例,最终达到降低成本的效果;所提融合算法的调度结果与传统遗传算法、传统序列二次规划算法相比,在成本上分别降低了11.52%、0.70%,求解耗时仅为传统遗传算法的6.7%,独立性相比传统序列二次规划算法得到了提高。 展开更多

关键词 高速公路服务区 新能源 遗传-序列二次规划算法 优化调度 电转气

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解无交叉约束类二次 0-1 规划模型的一种方法 被引量：4

5

作者 姜大立 朱松年 《西南交通大学学报》 EI CSCD 北大核心 1997年第6期667-671,共5页

提出了用遗传算法构造求解无交叉约束类二次０－１规划模型的方法，给出了具体步骤及实验。结果表明此法求解速度理想，易达最优解，可以处理较大规模的问题。

关键词 0-1规模 遗传算法 系统工程 二次规划

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基于遗传算法的动力总成悬置系统优化设计 被引量：1

6

作者 史振盛 张强 +1 位作者 闫云乔 宋云平 《内燃机与动力装置》 2015年第1期5-9,共5页

动力总成作为工程机械的主要激励源,其悬置系统的设计水平直接影响到整机的隔振性能。以能量解耦率为目标函数的动力总成悬置系统优化设计是一个具有多个局部最优解的问题,因此需要运用全局搜索能量强的遗传算法进行求解。与采用传统优... 动力总成作为工程机械的主要激励源,其悬置系统的设计水平直接影响到整机的隔振性能。以能量解耦率为目标函数的动力总成悬置系统优化设计是一个具有多个局部最优解的问题,因此需要运用全局搜索能量强的遗传算法进行求解。与采用传统优化算法相比,遗传算法可以求得全局最优解,并且可以设计出各自由度方向上均具有较高解耦率的方案。 展开更多

关键词 动力总成悬置系统 解耦 遗传算法 序列二次规划算法

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助推-滑翔导弹弹道优化研究 被引量：39

7

作者 李瑜 杨志红 崔乃刚 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第1期66-71,共6页

针对助推-滑翔导弹的弹道优化问题,给出了一种求解其最大射程弹道的分段优化方法,建立了其纵平面运动模型和弹道优化模型。在考虑攻角绝对值、攻角变化率、法向过载、分离点攻角衔接及落地条件等约束下,应用序列二次规划法求解了其最大... 针对助推-滑翔导弹的弹道优化问题,给出了一种求解其最大射程弹道的分段优化方法,建立了其纵平面运动模型和弹道优化模型。在考虑攻角绝对值、攻角变化率、法向过载、分离点攻角衔接及落地条件等约束下,应用序列二次规划法求解了其最大射程弹道。分析表明,助推-滑翔导弹比传统弹道导弹射程显著提高,其最优弹道的起伏有助于增大射程和提高突防能力。 展开更多

关键词 助推-滑翔 导弹 弹道优化 最优控制 序列二次规划

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助推-滑翔导弹跳跃弹道优化技术 被引量：3

8

作者 戴邵武 于丽 单崇喆 《海军航空工程学院学报》 2016年第5期533-537,共5页

满足约束条件下的弹道优化技术能有效提高助推-滑翔导弹的生存能力和毁伤能力。在充分消化吸收现有弹道优化方法的基础上,提出了一种直接打靶法与序列二次规划相结合的弹道优化思路,具体设计了按时间进行离散化、按距离进行离散化和函... 满足约束条件下的弹道优化技术能有效提高助推-滑翔导弹的生存能力和毁伤能力。在充分消化吸收现有弹道优化方法的基础上,提出了一种直接打靶法与序列二次规划相结合的弹道优化思路,具体设计了按时间进行离散化、按距离进行离散化和函数逼近3种方案,并通过全弹道仿真对所设计方案进行了对比研究,验证了设计方法的有效性。 展开更多

关键词 助推-滑翔导弹 弹道优化 直接打靶法 序列二次规划

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一种基于参数在线辨识的最优再入制导算法

9

作者 尤志鹏 杨勇 +1 位作者 郑宏涛 刘刚 《航天控制》 CSCD 北大核心 2021年第3期12-19,共8页

为提高升力式飞行器再入飞行最优性及参数不确定条件下的制导精度,研究了一种基于参数在线辨识的最优高度-速度剖面跟踪制导算法。首先,采用分段三次多项式拟合飞行剖面,利用序列二次规划算法(SQP)优化获取最优分段点位置及飞行剖面系数... 为提高升力式飞行器再入飞行最优性及参数不确定条件下的制导精度,研究了一种基于参数在线辨识的最优高度-速度剖面跟踪制导算法。首先,采用分段三次多项式拟合飞行剖面,利用序列二次规划算法(SQP)优化获取最优分段点位置及飞行剖面系数,得到了一种满足总吸热量最小的高度-速度飞行剖面规划算法,并根据待飞航程与待飞航程预测值偏差确定是否进行重规划。其次,利用反馈线性化方法和航迹倾角偏差修正解算制导指令,并通过增广渐消记忆扩展卡尔曼滤波对不确定性参数在线辨识,利用辨识结果实现对制导指令的修正。最后,通过航迹偏角走廊控制倾侧角反号,实现侧向制导,完成跟踪制导算法设计。仿真结果表明,这种基于参数在线辨识的最优飞行剖面跟踪制导算法适应性强,计算速度快,具有较高的制导精度和一定的工程应用潜力。 展开更多

关键词 升力式飞行器 高度-速度剖面 序列二次规划 参数辨识 再入制导

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基于组合优化算法的空面导弹全空域弹道优化 被引量：4

10

作者 祝雯生 吕先敬 +3 位作者 侯振乾 张顺家 毕鹏 仲康 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第2期344-352,共9页

针对空面导弹全空域弹道优化问题,提出基于多岛遗传算法和序列二次规划法的组合优化算法,充分发挥多岛遗传算法对初值不敏感、全局收敛性强及序列二次规划法收敛速度快、精度高等特点。采用代理模型技术,在保证拟合精度的前提下,极大的... 针对空面导弹全空域弹道优化问题,提出基于多岛遗传算法和序列二次规划法的组合优化算法,充分发挥多岛遗传算法对初值不敏感、全局收敛性强及序列二次规划法收敛速度快、精度高等特点。采用代理模型技术,在保证拟合精度的前提下,极大的降低了全空域弹道优化的计算量。算例结果表明:组合优化算法收敛速度较快,可以得到高精度的全局最优解;代理模型拟合精度较高,可以满足工程要求;且优化结果和所建立的代理模型可以为全空域制导律设计提供有力的支撑。 展开更多

关键词 空面导弹 全空域 弹道优化 多岛遗传算法 序列二次规划法

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月球精确软着陆最优标称轨迹在轨制导方法 被引量：7

11

作者 梁栋 刘良栋 何英姿 《中国空间科学技术》 EI CSCD 北大核心 2011年第6期27-35,共9页

为实现在月球表面期望的着陆点进行精确软着陆(PPL),且满足燃耗最优性要求,基于提出的LIDAR目标点在轨自主选定的月球精确软着陆方案,对月球PPL最优标称轨迹在轨快速规划制导方法进行研究。首先针对月球PPL三维球体非线性轨道动力学模型... 为实现在月球表面期望的着陆点进行精确软着陆(PPL),且满足燃耗最优性要求,基于提出的LIDAR目标点在轨自主选定的月球精确软着陆方案,对月球PPL最优标称轨迹在轨快速规划制导方法进行研究。首先针对月球PPL三维球体非线性轨道动力学模型,采用Legendre-Gauss-Lobatto伪光谱方法将轨迹优化的最优控制问题转化为非线性规划问题(NLP),再利用SQP优化算法求解月球PPL最优标称轨迹,最后通过遗传算法对优化结果进行验证,并提出应用遗传算法提供SQP在轨规划初值数据库的方案。仿真结果表明了最优标称轨迹在轨规划方法的快速性和有效性。 展开更多

关键词 制导 精确软着陆 最优轨迹 伪谱法 序列二次规划 遗传算法 月球探测

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船舶坐墩墩木布局及尺寸优化设计 被引量：10

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作者 程远胜 游建军 《船舶力学》 EI 2004年第2期63-70,共8页

本文建立了船舶坐墩墩木布局及尺寸优化设计的数学模型,用分级优化方法来求解,其中,外层采用遗传算法确定墩木最佳位置,内层采用序列二次规划方法确定墩木最佳尺寸。讨论了尾部墩木可布置数目、随船下水架刚性和墩木最大容许厚度对优化... 本文建立了船舶坐墩墩木布局及尺寸优化设计的数学模型,用分级优化方法来求解,其中,外层采用遗传算法确定墩木最佳位置,内层采用序列二次规划方法确定墩木最佳尺寸。讨论了尾部墩木可布置数目、随船下水架刚性和墩木最大容许厚度对优化结果的影响。计算结果表明,增加船体尾部墩木的数目可节省墩木材料;将墩木搁置在适当“软”的基础上,对节省墩木材料和保证船体结构均匀受力有利;增大墩木最大容许厚度可节省墩木材料,但对船体结构均匀受力不利。 展开更多

关键词 船舶坐墩 配墩优化 分级优化 遗传算法 序列二次规划法 船体结构 墩木布局 尺寸优化设计

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基于iSIGHT的铁道车辆横向稳定性优化设计 被引量：9

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作者 钟睦 曹炜洲 黄尊地 《铁道机车车辆》 北大核心 2010年第2期19-21,共3页

提出了一种铁道车辆横向稳定性的优化集成设计方法,其基本原理是采用多体系统动力学分析软件SIMPACK建立铁道车辆动力学模型,采用优化软件iSIGHT,实现与SIMPACK的数据传递与过程集成,运用多岛遗传算法和序列二次规划算法相结合的优化策... 提出了一种铁道车辆横向稳定性的优化集成设计方法,其基本原理是采用多体系统动力学分析软件SIMPACK建立铁道车辆动力学模型,采用优化软件iSIGHT,实现与SIMPACK的数据传递与过程集成,运用多岛遗传算法和序列二次规划算法相结合的优化策略,对铁道车辆悬挂参数进行优化设计,提高铁道车辆的临界失稳速度,改善其横向稳定性。实际分析计算表明,该设计方法可显著提高设计效率。 展开更多

关键词 车辆 稳定性 优化 ISIGHT SIMPACK 多岛遗传算法 序列二次规划

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非充分灌溉下精量灌溉决策方法研究 被引量：2

14

作者 张育斌 魏正英 +2 位作者 张磊 张帅 周瑞 《现代电子技术》 北大核心 2017年第1期115-118,124,共5页

针对我国干旱半干旱地区节水灌溉中需要动态调节的问题,提出在灌溉决策中考虑非充分灌溉因素,运用Jensen乘法模型建立"灌水-收益"的数学模型,采用遗传算法、基于SQP算法和基于有效集算法的fmincon函数求解模型,以宝鸡峡灌区... 针对我国干旱半干旱地区节水灌溉中需要动态调节的问题,提出在灌溉决策中考虑非充分灌溉因素,运用Jensen乘法模型建立"灌水-收益"的数学模型,采用遗传算法、基于SQP算法和基于有效集算法的fmincon函数求解模型,以宝鸡峡灌区冬小麦为例,验证所建模型的准确性及求解方法的可行性,对比计算结果发现,基于SQP算法的fmincon函数运算结果最优,相对遗传算法其灌溉收益提高3%,运行时间降低60%,稳定性优异,并使用该算法进行了非充分优化灌溉下的决策系统设计。 展开更多

关键词 非充分灌溉 序列二次规划算法 决策 灌水-收益模型

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基于等效刚度矩阵的复合材料机翼盒段优化设计 被引量：4

15

作者 唐振杰 李玉龙 《南京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第4期521-525,共5页

通过刚度矩阵转换,将复合材料层合板等效成正交各向异性材料板,并采用beam单元模拟加筋桁条。将机翼盒段的蒙皮厚度和加筋桁条面积作为设计变量,机翼盒段的质量作为目标函数,运用多岛遗传算法和序列二次规划算法相结合的优化方法,对多... 通过刚度矩阵转换,将复合材料层合板等效成正交各向异性材料板,并采用beam单元模拟加筋桁条。将机翼盒段的蒙皮厚度和加筋桁条面积作为设计变量,机翼盒段的质量作为目标函数,运用多岛遗传算法和序列二次规划算法相结合的优化方法,对多变量、多约束条件下的大展弦比复合材料机翼进行结构优化设计。通过算例分析,机翼的复合材料结构质量下降了9.55%,优化时间较短。 展开更多

关键词 刚度矩阵 多岛遗传算法 序列二次规划算法 结构优化设计

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基于时间最短的SGKW共面打击轨道优化设计 被引量：3

16

作者 胡正东 张皓之 蔡洪 《固体火箭技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第6期555-560,共6页

天基对地打击动能武器(SGKW)用于从太空对地面高价值战略目标进行快速、准确的打击。针对最短打击时间要求,研究了SGKW共面打击轨道的优化设计方法。首先建立了SGKW的无量纲化平面运动模型,然后利用庞特里亚金极大值原理将时间最短共面... 天基对地打击动能武器(SGKW)用于从太空对地面高价值战略目标进行快速、准确的打击。针对最短打击时间要求,研究了SGKW共面打击轨道的优化设计方法。首先建立了SGKW的无量纲化平面运动模型,然后利用庞特里亚金极大值原理将时间最短共面打击轨道的最优控制问题转化为两点边值问题。由于约束条件中存在优化参数,一种基于"遗传算法+序列二次规划"的组合优化算法被用于求解未知参数。仿真结果验证了上述方法的有效性。 展开更多

关键词 天基对地打击动能武器 庞特里亚金极大值原理 时间最短共面打击轨道 遗传算法 序列二次规划

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天基对地打击动能武器最大横程分析 被引量：1

17

作者 胡正东 张皓之 蔡洪 《固体火箭技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第3期249-253,共5页

天基对地打击动能武器(SGKW)用于从太空对地面高价值战略目标进行快速、准确的打击。针对最大横程要求,研究了SGKW打击轨道的优化设计方法。首先建立了SGKW的无量纲化空间运动模型,然后利用庞特里亚金极大值原理将横程最大打击轨道的最... 天基对地打击动能武器(SGKW)用于从太空对地面高价值战略目标进行快速、准确的打击。针对最大横程要求,研究了SGKW打击轨道的优化设计方法。首先建立了SGKW的无量纲化空间运动模型,然后利用庞特里亚金极大值原理将横程最大打击轨道的最优控制问题转化为两点边值问题。由于约束条件中存在优化参数,一种基于"遗传算法+序列二次规划"的组合优化算法被用于求解未知参数。仿真结果验证了上述方法的有效性。最后,对SGKW的打击覆盖范围也进行了简要分析。 展开更多

关键词 天基对地打击动能武器 庞特里亚金极大值原理 横程最大打击轨道 遗传算法 序列二次规划

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等再入航程返回轨道模糊混合优化设计

18

作者 陈伟跃 王国军 +2 位作者 王阳 陈蒙 张治国 《中国空间科学技术》 CSCD 北大核心 2023年第3期43-54,共12页

为了消除采用梯度迭代求解算法求解再入弹道优化问题时对初始值的依赖,减小遗传算法对种群数量和迭代次数的需求,采用模糊思想设计了改进的稳态遗传-序列二次规划(GA-SQP)混合求解算法。针对等再入航程返回轨道设计问题,提出了初始种群... 为了消除采用梯度迭代求解算法求解再入弹道优化问题时对初始值的依赖,减小遗传算法对种群数量和迭代次数的需求,采用模糊思想设计了改进的稳态遗传-序列二次规划(GA-SQP)混合求解算法。针对等再入航程返回轨道设计问题,提出了初始种群的基因检测方法、基于模糊隶属度的评分函数建立方法和搜索过程中劣质基因的评分方法,考虑了过载超限时间约束、倾侧角翻转最大角速度限制等实际约束,给出了序列二次规划求解过程中再入点在瞄准点之后和制动时长过短的特殊情况下约束的处理方法。采用改进的稳态GA-SQP混合求解算法,可以实现近地轨道变高度返回的情况下等再入航程返回轨道设计。改进的稳态GA-SQP混合求解算法不依赖于初始值,种群数量较小,与未改进的遗传-序列二次规划算法相比迭代次数减少34.7%,计算速度和计算精度均达到工程适用程度。 展开更多

关键词 遗传-序列二次规划(ga-sqp) 模糊评分 基因检测 等再入航程 返回轨道 轨迹优化

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铁路汽车物流中心站和专办站班列开行方案研究 被引量：4

19

作者 白云云 魏玉光 《物流技术》 北大核心 2014年第2期79-81,117,共4页

为了在铁路汽车物流网络体系下,在满足班列开行条件的基础上获得较大的经济效益,以车流组织理论为基础,建立了重空车流编组计划优化模型,分析了影响开行方案的主要因素。以一条直线上汽车物流中心站和专办站的运输组织为例,在组织重车... 为了在铁路汽车物流网络体系下,在满足班列开行条件的基础上获得较大的经济效益,以车流组织理论为基础,建立了重空车流编组计划优化模型,分析了影响开行方案的主要因素。以一条直线上汽车物流中心站和专办站的运输组织为例,在组织重车直达运输的基础上,组织空车直达运输,得出了中心站和专办站班列的开行方案以及空车班列的开行方案。 展开更多

关键词 铁路汽车物流 重空车流编组计划 开行方案 二次0-1规划 遗传算法

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基于居民用户画像的综合能源需求响应潜力量化模型 被引量：8

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作者 罗金满 温兆聪 +3 位作者 董文杰 李兆伟 刘卓贤 吴浩天 《可再生能源》 CAS 北大核心 2020年第10期1407-1414,共8页

文章选取城镇居民负荷为研究对象,首先依据居民用户中的可调节负荷、可转移负荷和可中断负荷的动态运行特性,构建综合能源场景下的典型居民负荷用能模型;在此基础上选取用户响应容量最优为目标函数,建立综合能源需求响应优化模型,实现... 文章选取城镇居民负荷为研究对象,首先依据居民用户中的可调节负荷、可转移负荷和可中断负荷的动态运行特性,构建综合能源场景下的典型居民负荷用能模型;在此基础上选取用户响应容量最优为目标函数,建立综合能源需求响应优化模型,实现响应潜力的定量计算;最后利用遗传算法-序列二次规划(GA-SQP)优化算法,对比分析了传统计算模型中响应潜力相同的几类用户的实际响应潜力,并对用户家庭人口数对响应潜力影响做出了灵敏性分析。算例结果验证了文章所提模型的有效性和合理性。 展开更多

关键词 综合能源 综合需求响应 用户画像标签 响应潜力 遗传算法-序列二次规划

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