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基于BP神经网络结合ERA5数据的风电功率预测 被引量：1
1
作者 王婷婷 李斯胜 +4 位作者 于伟 能锋田 李星南 杨佳琳 熊亮 《储能科学与技术》 北大核心 2025年第1期183-189,共7页
随着我国风力发电技术的不断发展和完善,风电在电力系统运行和调度的作用越来越突出。为了高效准确地预测风电功率,减少大量风电入网带来的负面影响,本文基于BP神经网络结合ERA5数据对我国北方某风电场进行风电功率预测,并采用粒子群优... 随着我国风力发电技术的不断发展和完善,风电在电力系统运行和调度的作用越来越突出。为了高效准确地预测风电功率,减少大量风电入网带来的负面影响,本文基于BP神经网络结合ERA5数据对我国北方某风电场进行风电功率预测,并采用粒子群优化(particle swarm algorithm,PSO)算法优化模型,结合平均绝对误差、均方根误差和Pearson相关系数分析风电功率预测效果。结果表明,模型训练集中预测与实测风电功率变化趋势基本一致,呈现同增同减的趋势,BP模型的平均绝对误差为702.12 W,均方根误差为1000.18 W,相关系数为0.91,PSO-BP模型的平均绝对误差为700.75 W,均方根误差为995.16 W,相关系数为0.94;测试集中ERA5数据在一定程度上高估了风电功率,但整体趋势基本一致,BP模型的平均绝对误差为861.09 W,均方根误差为1150.86 W,相关系数为0.81;PSO-BP模型的平均绝对误差为829.55 W,均方根误差为1117.39 W,相关系数为0.83,模型的预测效果相对较好,PSO-BP模型相较于BP模型的预测效果均有一定程度的提高,在该区域的风电功率预测方面有较好的适用性。研究结果可为缺乏观测数据或观测数据质量不高的地区预测风电功率提供参考。 展开更多
关键词 风力发电 bp神经网络 ERA5再分析资料 粒子群优化算法 风电功率预测
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基于改进BP神经网络的激光选区熔化表面粗糙度预测
2
作者 丁燕 王磊 王远 《电加工与模具》 北大核心 2025年第1期62-68,共7页
为提升激光选区熔化表面粗糙度预测的精确度,提出改进BP神经网络模型。首先依据参数建立指数模型,利用灰色关联度分析各因素,求解获得各因素的指数值;然后建立BP神经网络模型,改进粒子群算法优化包括自适应惯性权重更新和动态调节学习因... 为提升激光选区熔化表面粗糙度预测的精确度,提出改进BP神经网络模型。首先依据参数建立指数模型,利用灰色关联度分析各因素,求解获得各因素的指数值;然后建立BP神经网络模型,改进粒子群算法优化包括自适应惯性权重更新和动态调节学习因子,同时指数模型预测结果作为特征输入到BP神经网络模型;最后给出算法流程。实验显示,改进BP神经网络在较少的隐含层节点下达到了更低的平均相对误差,激光选区熔化表面粗糙度预测更接近真实值,改进BP神经网络决定系数相比EM、BPNN、GABPNN分别提升了6.40%、1.14%、0.07%,均方根误差相比EM、BPNN、GABPNN分别降低了0.0363、0.0627、0.0668,评价指标较优。 展开更多
关键词 bp神经网络 激光选区熔化 粗糙度 粒子群 精确度
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基于BWM+BP神经网络的在役中小跨径桥梁安全风险智能评估模型研究
3
作者 赵锐 田志强 宋宇涵 《世界桥梁》 北大核心 2025年第5期97-104,共8页
为克服传统桥梁安全风险评估过程的主观性及由于桥梁系统复杂带来的不确定性,基于桥梁检测数据,提出基于最优最劣法(BWM)+BP神经网络的在役中小跨径桥梁安全风险智能评估模型。首先,在现行桥梁检测评价规范基础上,以各结构部件的病害作... 为克服传统桥梁安全风险评估过程的主观性及由于桥梁系统复杂带来的不确定性,基于桥梁检测数据,提出基于最优最劣法(BWM)+BP神经网络的在役中小跨径桥梁安全风险智能评估模型。首先,在现行桥梁检测评价规范基础上,以各结构部件的病害作为安全风险评估体系中的底层指标,构建安全风险评估指标体系;然后,采用BWM法和德尔菲法,利用专家经验确定病害层指标权重,结合模糊综合评判法对桥梁检测样本数据进行前处理;最后,利用BP神经网络对处理后的样本进行训练,根据训练结果,分别用遗传算法(GA)和粒子群算法(PSO)对BP神经网络优化后对比,构建最优评估模型。将该评估模型应用于墩那高速新疆伊犁州某段某中桥,对其进行安全风险评估,以验证其适用性。结果表明:运用BWM+BP神经网络的在役中小跨径桥梁安全风险智能评估模型在一定程度上克服了检测报告样本中评价不准确和局限问题,同时削弱了BP神经网络训练大量样本的需求;GA优化的BP神经网络模型比PSO优化精度更佳、鲁棒性更好,准确率达96.49%;相比现行规范,运用该模型进行在役中小跨径桥梁安全风险评估,能改善病害叠加评分过低的问题,评估结果更符合实际情况。 展开更多
关键词 中小跨径桥梁 最优最劣法 bp神经网络 遗传算法 粒子群算法 智能评估模型 安全风险评估
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基于PSO-BP神经网络的海上饲料称重研究
4
作者 林华建 刘孔瑞 +2 位作者 杨斌 俞文胜 潘柏霖 《渔业现代化》 北大核心 2025年第4期63-70,共8页
为了提高下料装置在海上摇摆、颠簸工况下的饲料称重精度,提出了基于PSO-BP神经网络的称重误差修正算法。基于传感技术,建立配置有称重传感器和姿态传感器的密闭式试验装置,在近海养殖场测取不同配重下0~20°倾斜范围内的饲料称重... 为了提高下料装置在海上摇摆、颠簸工况下的饲料称重精度,提出了基于PSO-BP神经网络的称重误差修正算法。基于传感技术,建立配置有称重传感器和姿态传感器的密闭式试验装置,在近海养殖场测取不同配重下0~20°倾斜范围内的饲料称重与姿态数据,在确定修正系数后,引入BP神经网络算法获取称重预测值。结果显示:真实质量分别为8.06 kg与12.40 kg的测试样本中,相较于直接测量法,BP神经网络算法修正后的称重数据的最大相对误差分别减小4.32%与4.36%;相较于BP神经网络算法,PSO-BP神经网络算法修正后的称重数据,其最大相对误差分别降低0.39%与0.33%。研究表明,对于海上网箱养殖业的饲料称重,运用PSO-BP神经网络算法进行误差修正具有更高的精度。 展开更多
关键词 饲料称重 网箱养殖 bp神经网络 粒子群 误差修正
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基于改进灰狼算法优化BP神经网络的RSS指纹定位
5
作者 刘伟 李艾龙 +1 位作者 李卓 王智豪 《电子测量技术》 北大核心 2025年第14期162-175,共14页
室内定位技术,特别是基于接收信号强度(RSSI)的指纹定位方法,因其成本低廉、设备支持广泛、易于部署、计算开销小等特点,受到了广泛关注。为了增强RSSI与实际物理距离之间的映射关系并提高测距精度,本文提出了一种基于改进灰狼优化(IGWO... 室内定位技术,特别是基于接收信号强度(RSSI)的指纹定位方法,因其成本低廉、设备支持广泛、易于部署、计算开销小等特点,受到了广泛关注。为了增强RSSI与实际物理距离之间的映射关系并提高测距精度,本文提出了一种基于改进灰狼优化(IGWO)算法与反向传播神经网络(BPNN)结合的RSSI测距算法。与遗传算法(GA)、粒子群算法(PSO)和经典灰狼优化算法(GWO)相比,改进的GWO算法在定位精度和全局搜索能力方面具有显著优势。通过实验,本文提出的IGWO算法在均方根误差RMSE上相比GWO算法、GA算法、PSO算法分别减少了21.3%、15.7%、14.6%,IGWO算法表现出了较好的定位性能,在精度和性能上均优于传统方法。 展开更多
关键词 室内定位 RSSI测距 bp神经网络 灰狼算法 粒子群算法
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基于嵌套优化的GA-PSO-BP神经网络短期风功率预测方法研究 被引量：2
6
作者 刘翘楚 王杰 +3 位作者 秦文萍 张文博 陈玉梅 刘佳昕 《电网与清洁能源》 北大核心 2025年第2期138-146,共9页
短期风电功率预测对于保障电力系统稳定运行具有重要意义。针对单一BP(back propagation)神经网络预测模型难以满足风电功率的强随机波动特性,结合遗传算法(geneticalgorithm,GA)和粒子群智能算法(particleswarm optimization,PSO),提... 短期风电功率预测对于保障电力系统稳定运行具有重要意义。针对单一BP(back propagation)神经网络预测模型难以满足风电功率的强随机波动特性,结合遗传算法(geneticalgorithm,GA)和粒子群智能算法(particleswarm optimization,PSO),提出嵌套优化的GA-PSO-BP神经网络短期风电功率预测模型。建立内外双层嵌套的优化机制,内层机制中引入GA算法优化PSO算法学习因子,优化后PSO算法作为外层机制实现BP神经网络阈值和权值的优化。模拟风电数据预测结果表明,比起GA-BP、PSO-BP、长短期记忆网络(long short-term memory,LSTM)预测模型,所提嵌套优化模型在平均绝对误差(mean absolute error,MAE)、均方根误差(root mean squared error,RMSE)、决定系数R2 3个评价维度上均取得了最优值;利用山西某风电场不同月份、不同时段、不同波动特征的实际运行数据进行验证,预测结果表明MAE均小于0.02,R2均大于0.99,所提嵌套优化模型具有较高的预测精度和拟合程度。 展开更多
关键词 风电功率预测 bp神经网络 遗传算法 粒子群算法 嵌套优化
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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：1
7
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 改进粒子群优化算法 bp神经网络模型 核主成分分析(KPCA) 总磷浓度
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基于PSO-BP神经网络的单位注浆量预测 被引量：1
8
作者 陈泓 黄永辉 +1 位作者 张智宇 陈成志 《有色金属(中英文)》 北大核心 2025年第2期288-297,共10页
帷幕注浆作为矿山控制地下水的重要手段之一,对矿山的安全生产十分重要,单位注浆量作为注浆效果的关键评价指标,具有不确定性。基于尖山磷矿帷幕注浆试验段注浆数据,进行单位注浆量影响因素相关性分析,分别构建单位注浆量卷积神经网络(C... 帷幕注浆作为矿山控制地下水的重要手段之一,对矿山的安全生产十分重要,单位注浆量作为注浆效果的关键评价指标,具有不确定性。基于尖山磷矿帷幕注浆试验段注浆数据,进行单位注浆量影响因素相关性分析,分别构建单位注浆量卷积神经网络(CNN)、BP神经网络、遗传算法优化神经网络(GA-BP)和粒子群算法优化神经网络(PSO-BP)预测模型进行预测和准确性分析。结果表明:斯皮尔曼相关系数法和肯德尔相关系数法对单位注浆量影响因素分析结果一致,影响因素相关性由强到弱为:注浆持续时间、水灰比、注前透水率、注浆段长度、注浆压力、钻孔深度;PSO-BP神经网络模型预测效果明显优于另外三种预测模型,R^(2)达到0.94527,RMSE值分别降低80%、56%、49%;MAE值分别降低68.3%、48.6%、23.2%,验证了该模型的优越性。该模型能够更准确地对单位注浆量进行预测,对后续注浆工作的实施具有一定参考,可为帷幕注浆效果评价提供重要的指导建议。 展开更多
关键词 帷幕注浆 单位注浆量 相关性分析 bp神经网络 粒子群优化算法
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基于PSO-BP模型的省域交通运输碳排放多情景预测 被引量：1
9
作者 李雨 王君 +1 位作者 张萌萌 付建村 《华南师范大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第2期12-22,共11页
以山东省交通运输领域为例,利用可拓展的随机性环境影响评估模型(STIRPAT)结合岭回归方法分析了碳排放驱动因素,采用粒子群算法(PSO)优化反向传播神经网络(BP神经网络),构建了以人口、人均GDP等7类变量为输入层的PSO-BP神经网络组合预... 以山东省交通运输领域为例,利用可拓展的随机性环境影响评估模型(STIRPAT)结合岭回归方法分析了碳排放驱动因素,采用粒子群算法(PSO)优化反向传播神经网络(BP神经网络),构建了以人口、人均GDP等7类变量为输入层的PSO-BP神经网络组合预测模型,对2023—2035年山东省交通运输在3种情景下的CO_(2)排放量进行了预测分析。结果表明:人口规模、人均GDP、能源结构、交通能源强度、货运周转量、民用车保有量是山东省交通运输碳排放的促进因素,交通运输强度是抑制因素;PSO-BP预测模型具有较高精度和较好的拟合效果,预测结果与单一的BP神经网络、支持向量回归模型(SVR)、STIRPAT模型对比,平均绝对百分比误差分别降低5.78%、2.00%和3.78%,均方根误差分别降低3.357×10^(6)、1.539×10^(6)、1.953×10^(6) t,平均绝对误差分别降低2.651×10^(6)、1.128×10^(6)、1.756×10^(6) t;预测期内,山东省交通运输CO_(2)排放量在低碳情景下将于2030年达到峰值5.535×107 t,在基准情景和高碳情景下将保持增长趋势。在现有政策基础上,山东省应持续优化交通运输结构,积极推广低碳出行方式,提升清洁能源应用比重,以实现交通运输的绿色化、低碳化及高质量发展目标。 展开更多
关键词 交通碳排放预测 STIRPAT模型 bp神经网络 粒子群优化算法 情景分析
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基于PSO-BP神经网络模型的浸胶竹束干燥过程含水率预测
10
作者 王晓曼 吕建雄 +5 位作者 李贤军 吴义强 李新功 郝晓峰 乔建政 徐康 《林业科学》 北大核心 2025年第5期187-198,共12页
【目的】利用人工神经网络模型预测浸胶竹束干燥过程含水率变化,揭示干燥温度、干燥时间、铺装方式和初始含水率对浸胶竹束干燥过程含水率变化的影响规律,为浸胶竹束高质高效干燥提供参考依据。【方法】基于浸胶竹束干燥过程含水率实测... 【目的】利用人工神经网络模型预测浸胶竹束干燥过程含水率变化,揭示干燥温度、干燥时间、铺装方式和初始含水率对浸胶竹束干燥过程含水率变化的影响规律,为浸胶竹束高质高效干燥提供参考依据。【方法】基于浸胶竹束干燥过程含水率实测数据,以干燥温度、干燥时间、铺装方式和初始含水率为输入变量,干燥过程含水率为输出变量,制作数据集。将数据集划分为训练集(308个测试数据,占总数据量的70%)、验证集(66个测试数据,占总数据量的15%)和测试集(66个测试数据,占总数据量的15%),采用粒子群优化算法(PSO)优化反向传播(BP)神经网络初始权重与阈值,构建PSO-BP神经网络预测模型,并进行验证分析。【结果】PSO-BP神经网络模型具有较强的预测能力,在模型测试集中,决定系数(R^(2))、均方误差(MSE)、平均绝对误差(MAE)和剩余预测残差(RPD)分别达0.98、1.27、3.73和7.96。相较BP神经网络,PSO-BP神经网络的R^(2)和RPD分别提高6.53%和110.2%,MSE和MAE分别降低54.0%和71.86%。模型验证表明,干燥温度和铺装方式是影响浸胶竹束干燥过程含水率变化的主要因素,二者对PSO-BP神经网络模型预测结果影响显著。干燥温度为60℃时,在4种不同铺装方式下PSO-BP神经网络模型展现出较好预测效果,其R^(2)均超过0.969且MSE均低于3;铺装层数为3时,在4种不同干燥温度下PSO-BP神经网络模型表现最佳,其R^(2)均超过0.99且MSE均低于2。干燥时间和浸胶竹束初始含水率对PSO-BP神经网络模型预测结果影响不显著。【结论】PSO-BP神经网络模型在浸胶竹束干燥过程含水率预测中表现出准确性,可有效解决传统BP神经网络预测误差大、收敛速度慢等问题,为浸胶竹束高质高效干燥提供技术支撑。 展开更多
关键词 浸胶竹束 干燥 含水率 粒子群优化算法 反向传播 神经网络
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基于探地雷达与PSO−BP神经网络的煤岩界面预测研究
11
作者 张和江 张义平 +2 位作者 侯晨锋 王缪斯 周利治 《工矿自动化》 北大核心 2025年第8期80-87,共8页
针对探地雷达在煤岩界面预测应用中精度不足的问题,利用粒子群优化(PSO)算法对BP神经网络进行优化,构建了基于探地雷达与PSO−BP神经网络的煤岩界面预测模型。采用探地雷达单侧反射法探测煤岩界面,总结不同情况下的雷达图像响应特征,从... 针对探地雷达在煤岩界面预测应用中精度不足的问题,利用粒子群优化(PSO)算法对BP神经网络进行优化,构建了基于探地雷达与PSO−BP神经网络的煤岩界面预测模型。采用探地雷达单侧反射法探测煤岩界面,总结不同情况下的雷达图像响应特征,从而确定煤岩界面特征参数:煤占比、响应位置振幅、煤响应位置振幅平均值、振幅衰减值、反射波所用双程走时、电磁波波速和煤介电常数;根据选择的特征参数开展介电常数测试和模拟煤岩界面识别实验,获取实测样本数据;采用PSO算法对BP神经网络权值与阈值进行优化,得到最优模型;将煤岩界面特征参数输入PSO−BP神经网络模型,实现煤岩界面预测。实验结果表明:与GA−BP和BP神经网络模型相比,PSO−BP模型的均方误差(MSE)分别下降了22.14%和45.54%,平均绝对百分比误差(MAPE)分别下降了22.22%和46.15%,平均绝对误差(MAE)分别下降了31.58%和55.68%,PSO−BP在预测精度、误差控制能力和数据拟合效果上均具有显著优势,预测煤岩界面位置更贴近实际位置,稳定性更好。 展开更多
关键词 煤岩界面识别 探地雷达 bp神经网络 粒子群优化算法 PSO−bp神经网络 特征参数
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基于IPSO-BP神经网络的预制构件生产成本预测研究
12
作者 从明智 陆红梅 赵立伟 《石河子大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第3期332-340,共9页
预制构件生产成本是装配式混凝土建筑成本的重要组成部分,对预制构件生产成本的准确预测有利于装配式混凝土建筑的发展。建立基于IPSO-BP神经网络的预制构件生产成本预测模型,其中,在粒子群算法中引入线性变化惯性权重调整策略、随机权... 预制构件生产成本是装配式混凝土建筑成本的重要组成部分,对预制构件生产成本的准确预测有利于装配式混凝土建筑的发展。建立基于IPSO-BP神经网络的预制构件生产成本预测模型,其中,在粒子群算法中引入线性变化惯性权重调整策略、随机权重算法和动态学习因子来加强BP神经网络的训练、搜索速度和跳出局部最优解的能力,并利用优化的粒子群(PSO)算法对BP神经网络的权值和阈值进行优化来提高BP神经网络的预测精度和鲁棒性,然后结合实际数据进行验证和对比分析PSO-BP神经网络、GA-BP神经网络和BP神经网络预测的结果,结果表明:IPSO-BP神经网络预测模型的预制构件生产成本的预测值与真实值最为接近,平均绝对误差、平均偏差误差、均方根误差与平均绝对百分比误差分别为1.2951、0.8961、1.4315、0.0539,较PSO-BP神经网络、GA-BP神经网络和BP神经网络均显著降低,用于预测预制构件生产成本的效果也显著提高,该模型可有效提高预制构件生产成本预测的准确性。 展开更多
关键词 预制构件 成本预测 粒子群优化算法 bp神经网络
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基于PSO-BP模型的页岩有机碳含量预测方法
13
作者 毛小平 朱启轩 《浙江工业大学学报》 北大核心 2025年第4期458-466,共9页
在对烃源岩品质和生烃潜力进行评价时,总有机碳含量(TOC)是一个重要参数。一般采用岩心样品进行测试,试验过程耗时、岩心样品数量有限、成本高昂;而采用常规的利用测井曲线的TOC预测方法以线性拟合为主,方法自身的缺陷会导致试验结果产... 在对烃源岩品质和生烃潜力进行评价时,总有机碳含量(TOC)是一个重要参数。一般采用岩心样品进行测试,试验过程耗时、岩心样品数量有限、成本高昂;而采用常规的利用测井曲线的TOC预测方法以线性拟合为主,方法自身的缺陷会导致试验结果产生一定误差。为此,利用粒子群算法(PSO)改进的BP(Back propagation)神经网络模型对TOC进行预测。试验结果表明:自然伽马单因素法预测误差最大,BP模型次之,PSO-BP模型预测效果最好。其中PSO-BP模型具有强大的非线性拟合能力,可更准确地反映页岩气TOC与各测井曲线之间的关系。相较于传统BP模型,PSO-BP模型在预测页岩气TOC方面具有更高的准确度,研究结果为松辽盆地页岩储层TOC预测提供了新思路。 展开更多
关键词 烃源岩 测井曲线 自然伽马 粒子群算法 bp神经网络
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基于粒子群优化BP神经网络的核事故源项反演
14
作者 游清悦 曹博 +3 位作者 彭丁萍 李中昊 缪学伟 陈洲亮 《核电子学与探测技术》 北大核心 2025年第3期371-381,共11页
核事故发生后,快速准确地估算源物质的释放速率对于提升核应急响应速度及确保决策的可靠性至关重要。本文选择碘-131(^(131)I)核素的释放速率作为源项反演的目标值,利用课题组开发的放射性核素大气扩散模拟程序RADC生成神经网络训练所... 核事故发生后,快速准确地估算源物质的释放速率对于提升核应急响应速度及确保决策的可靠性至关重要。本文选择碘-131(^(131)I)核素的释放速率作为源项反演的目标值,利用课题组开发的放射性核素大气扩散模拟程序RADC生成神经网络训练所需的数据集。利用Matlab构建了粒子群算法(Particle Swarm Optimization,PSO)优化误差反向传播(Back Propagation,BP)神经网络的核事故源项反演模型,同时考虑了粒子群算法中超参数和适应度函数的不同对算法优化性能的影响。结果表明:PSOBP模型源项反演测试结果的平均绝对百分比误差为2.14%,平均绝对误差为0.011437,均方差为0.000685,各个评价指标明显优于BP神经网络,验证了该模型的可行性,有助于快速核应急响应。 展开更多
关键词 源项反演 bp神经网络 粒子群优化 参数优化 适应度函数
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基于粒子群优化的BP神经网络PID的加速度计组件温控算法 被引量：1
15
作者 魏国 朱旭 +3 位作者 高春峰 侯承志 程嘉奕 陈迈伦 《中国惯性技术学报》 北大核心 2025年第4期359-366,共8页
在高精度惯性导航系统和惯性重力测量系统中,石英挠性加速度计的温变特性直接影响着系统的导航精度和重力测量系统精度,加速度的高精度信息测量对加速度计组件工作环境温度稳定性提出了更高要求。为进一步提高温控精度和抗扰动能力,提... 在高精度惯性导航系统和惯性重力测量系统中,石英挠性加速度计的温变特性直接影响着系统的导航精度和重力测量系统精度,加速度的高精度信息测量对加速度计组件工作环境温度稳定性提出了更高要求。为进一步提高温控精度和抗扰动能力,提出了基于PSO-BPNN-PID控制器,利用粒子群优化算法和反向传播算法对神经网络PID控制器进行离线和在线的连接权值整定,实现石英挠性加速度计组件一体化温度控制算法,满足加速度计组件的自适应智能控制需求。仿真和实验结果表明,所提算法能够显著提升系统的温度稳定性,可实现±0.002℃的温度稳定控制。同时,验证了系统具备快速响应温度变化的能力,能够在短时间内将温度调整至设定值附近,并有效抑制超调现象。此外,实验还模拟了外部扰动情况,验证了系统在面对扰动时能够迅速恢复稳定状态,表现出优越的抗扰动能力,可以满足多种温度环境下的加速度计组件高精度温控应用需求。 展开更多
关键词 石英挠性加速度计 温度控制 粒子群优化算法 bp神经网络
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基于PSO-BP算法的混输管道持液率预测模型
16
作者 陈新辉 黄思 +2 位作者 官天日 傅浩 潘自强 《化学工程》 北大核心 2025年第6期89-94,共6页
为准确预测混输管道中两相流持液率,基于前人气液两相流室内实验所获取的数据,采用灰色关联分析法分析压力、温度、倾角、管径、液相折算速度、气相折算速度和液相黏度对混输管道持液率的影响程度,为输入参数的确定提供依据。基于PSO-B... 为准确预测混输管道中两相流持液率,基于前人气液两相流室内实验所获取的数据,采用灰色关联分析法分析压力、温度、倾角、管径、液相折算速度、气相折算速度和液相黏度对混输管道持液率的影响程度,为输入参数的确定提供依据。基于PSO-BP神经网络构建混输管道持液率预测模型,对比包括线性和非线性在内的3种多元回归预测模型、传统BP和其他算法优化的BP神经网络预测模型。结果表明:相比于传统BP神经网络模型,经算法优化的BP神经网络模型和非线性多元回归模型均表现出更好的预测效果,多元线性回归模型效果最差,而PSO-BP预测模型平均绝对误差为0.0452,均方根误差为0.0614,拟合优度R^(2)为0.9279,误差最小、拟合程度最高,并且在高持液率工况下保持了更好的预测精度,表明PSO-BP模型适于混输管道持液率的预测。 展开更多
关键词 混输管道 持液率 灰色关联 粒子群算法 bp神经网络 多元回归
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基于改进PSO-BP神经网络的土遗址锚固力智能化预测研究
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作者 殷运童 马剑 +4 位作者 白镇滔 芦苇 毛筱霏 倪娜 李东波 《力学学报》 北大核心 2025年第4期867-882,共16页
古建筑“最小干预”原则严禁加固设计时大规模原位测试,导致锚固设计等往往具有较大经验性和随机性.近年来,人工智能的数据挖掘、高效精准等优势为古建筑保护提供了新的思路,如何协同好“最小干预”和加固设计科学化已成为古建筑保护智... 古建筑“最小干预”原则严禁加固设计时大规模原位测试,导致锚固设计等往往具有较大经验性和随机性.近年来,人工智能的数据挖掘、高效精准等优势为古建筑保护提供了新的思路,如何协同好“最小干预”和加固设计科学化已成为古建筑保护智能化的重要课题.为此,引入自适应惯性权重和非对称学习因子改进传统粒子群算法,进而优化BP(backpropagation)神经网络的初始权重和阈值,构建一种新型粒子群优化BP神经网络(improved particle swarm optimization-backpropagation,IPSO-BP)锚固力智能化预测模型.以碳纤维楠竹锚杆为例,综合原位和模型试验,考虑锚固长度、直径、倾斜角度、灌浆体强度、孔径和碳纤维缠绕间距等影响因素,建立锚固力样本数据.数据学习和预测结果表明,IPSO-BP模型具有更好的鲁棒性、效率和精度,与传统粒子群优化BP神经网络模型相比均方根误差与平均绝对误差分别下降了61.3%和31.9%.基于Spearman相关系数理论,进一步分析了锚固力对不同影响因素的灵敏性,结果表明,锚固长度是影响锚固力的关键因素,而钻孔体积将直接影响锚固施工时对土遗址的损伤程度.进而以锚固长度和孔径作为设计变量,通过单目标和多目标优化分析,获得了锚固力最大化和钻孔体积最小化的最优设计方案.研究成果可为土遗址加固保护的智能化发展提供技术支撑和理论参考. 展开更多
关键词 土遗址 锚固力 粒子群优化 bp 神经网络 预测模型
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基于MPSO-BP算法的四电极电化学气体传感器温度补偿研究 被引量：2
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作者 刘伟 鲁露 +2 位作者 杨文博 赵曼玉 魏广芬 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期29-34,共6页
针对四电极电化学气体传感器的测量精度极易受环境温度影响的问题,提出一种基于粒子群优化BP神经网络算法(PSO-BP)的温度补偿方法。利用改进的PSO算法(MPSO)对BP神经网络的权值和阈值进行优化,构造四电极电化学气体传感器的温度补偿模型... 针对四电极电化学气体传感器的测量精度极易受环境温度影响的问题,提出一种基于粒子群优化BP神经网络算法(PSO-BP)的温度补偿方法。利用改进的PSO算法(MPSO)对BP神经网络的权值和阈值进行优化,构造四电极电化学气体传感器的温度补偿模型,并设计了气体传感器测试系统。实验结果表明,MPSO-BP算法可有效提高BP神经网络的收敛速度和泛化能力;基于MPSO-BP算法的四电极气体传感器温度补偿模型,可将温度补偿误差控制在0.1%以内。 展开更多
关键词 温度补偿 电化学气体传感器 粒子群优化 bp神经网络 四电极
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采用改进BP-PID控制的机器人避障仿真研究 被引量：4
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作者 吴静松 耿振铎 《中国工程机械学报》 北大核心 2024年第4期437-441,共5页
针对移动机器人避障过程中行驶路径长、寻路速度慢等问题,提出了一种改进反向传播-比例-积分-微分(BP-PID)控制器,并对移动机器人避障效果进行仿真验证。利用移动机器人在二维坐标系的避障简图,得出了移动机器人运动方程式。引用比例-积... 针对移动机器人避障过程中行驶路径长、寻路速度慢等问题,提出了一种改进反向传播-比例-积分-微分(BP-PID)控制器,并对移动机器人避障效果进行仿真验证。利用移动机器人在二维坐标系的避障简图,得出了移动机器人运动方程式。引用比例-积分-微分(PID)控制器和3层BP神经网络结构,利用BP神经网络的学习能力调整PID控制器参数。引用粒子群算法进行改进,通过改进粒子群算法在线优化BP-PID控制器,确保移动机器人BP-PID控制器收敛于全局最优值,从而使移动机器人避障效果更好。在不同环境中,采用Matlab软件对移动机器人避障效果进行仿真,比较改进前和改进后的移动机器人避障效果。结果显示:在不同环境中,改进前和改进后的BP-PID控制器均能使移动机器人安全地躲避障碍物;但是采用改进的粒子群算法优化BP-PID控制器,可以使移动机器人运动路径更短,迭代次数更少,搜索时间更短。采用改进BP-PID控制器,能够提高移动机器人避障过程中寻路速度,缩短行驶路径,效果更好。 展开更多
关键词 移动机器人 bp神经网络 PID控制器 改进粒子群算法 避障 仿真
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基于GM(1,1)-IPSO-BP的重载铁路小半径曲线钢轨磨耗预测方法 被引量：1
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作者 张斌 高玉祥 +2 位作者 陈再刚 王开云 时瑾 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第11期115-122,131,共9页
为实现重载铁路小半径曲线段钢轨磨耗量的精准预测,提出一种非等间距灰色模型GM(1,1)与改进粒子群算法(IPSO)优化BP神经网络相结合的钢轨磨耗预测方法。首先,根据积分原理优化GM(1,1)非等间距模型的背景值计算方法,基于改进的模型得到... 为实现重载铁路小半径曲线段钢轨磨耗量的精准预测,提出一种非等间距灰色模型GM(1,1)与改进粒子群算法(IPSO)优化BP神经网络相结合的钢轨磨耗预测方法。首先,根据积分原理优化GM(1,1)非等间距模型的背景值计算方法,基于改进的模型得到实测磨耗序列的初步预测结果;然后,利用IPSO算法对BP神经网络的权值和阈值进行自动寻优,对GM(1,1)模型初步预测序列的残差进行校正;最后,将优化后的两种模型组合构建基于GM(1,1)-IPSO-BP的重载铁路小半径曲线地段钢轨磨耗量预测模型。以某重载铁路桥上半径400 m曲线为例,利用长期的磨耗监测数据进行方法的适用性分析,研究结果表明:GM(1,1)-IPSO-BP模型克服了磨耗数据的非线性、随机性特征对计算结果的影响,预测精度优于单独使用GM(1,1)、IPSO-BP模型;背景值优化后的GM(1,1)模型预测准确性更可靠;IPSO优化算法提高了BP神经网络计算的精度和速度;预测结果和实测数据之间的相对误差不大于4%;在预测区间上的绝对误差小于0.4 mm,运用该方法能够较准确地得到钢轨磨耗的发展规律。研究结果可为重载铁路小半径曲线钢轨的精准维修和科学使用提供参考。 展开更多
关键词 钢轨磨耗 GM(1 1)模型 小半径曲线 bp神经网络 重载铁路 粒子群算法
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