基于IWOA-BP算法的金属结构弱磁检测缺陷量化研究

1

作者 樊梦 童博 +3 位作者 高晨 姚中原 张宇 胡博 《机械强度》 北大核心 2025年第3期113-120,共8页

金属结构被广泛用于工业界,在役金属结构受拉压疲劳载荷易产生裂纹缺陷,为实现金属结构裂纹缺陷的定量化检测,研究了一种基于反向传播(Back Propagation,BP)神经网络的金属结构弱磁检测缺陷定量分析方法。针对BP神经网络在参数调整时的... 金属结构被广泛用于工业界,在役金属结构受拉压疲劳载荷易产生裂纹缺陷,为实现金属结构裂纹缺陷的定量化检测,研究了一种基于反向传播(Back Propagation,BP)神经网络的金属结构弱磁检测缺陷定量分析方法。针对BP神经网络在参数调整时的效果欠佳、效率低等问题,采用基于Sine混沌映射的改进鲸鱼优化算法(Improved Whale Optimization Algorithm,IWOA)对BP神经网络参数调整方式进行优化,兼顾全局寻优的同时提高局部寻优的能力,进而将IWOA搜索到的最优参数赋值给BP神经网络,提高网络初始参数的质量。以人工矩形槽模拟裂纹,对矩形槽的长度、宽度、深度进行反演定量。结果表明,IWOA-BP神经网络预测的平均精度均在80%以上,深度、长度、宽度预测精度分别提高了106.72%、9.68%、6.86%。 展开更多

关键词 弱磁检测 金属结构 BP神经网络 鲸鱼算法 iwoa-BP神经网络

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基于IWOA-BERT的磨煤机故障预警 被引量：1

2

作者 段明达 张胜 《振动与冲击》 北大核心 2025年第11期288-294,共7页

实现磨煤机的故障预警技术可以降低事故发生率,针对其运行中随机扰动多,且故障早期阶段不易判断的特点,提出了一种基于改进鲸鱼算法优化BERT(bidirectional encoder representations from transformers)模型的故障预警方法。首先,通过... 实现磨煤机的故障预警技术可以降低事故发生率,针对其运行中随机扰动多,且故障早期阶段不易判断的特点,提出了一种基于改进鲸鱼算法优化BERT(bidirectional encoder representations from transformers)模型的故障预警方法。首先,通过改进传统鲸鱼算法的收敛因子和引入高斯变异算子来增强算法的寻优能力;其次,选取与磨煤机故障相关的特征参数作为建模变量,利用改进鲸鱼算法优化BERT模型的超参数,建立故障预警模型;然后,计算正常状态数据中每个滑动窗口的相似度均值,选取最小值乘以阈值系数确定预警阈值;最后,根据专家系统推理预警时刻的故障类型并给出检修指导。将所提方法应用于某350 MW机组磨煤机的运行中,结果表明模型的预测准确率高,且能提前24 s给出预警信息,为工程应用提供了参考。 展开更多

关键词 磨煤机 故障预警 BERT算法 改进鲸鱼优化算法(iwoa) 专家系统

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基于IWOA-LightGBM的煤自燃程度预测方法研究

3

作者 臧燕杰 《中国安全科学学报》 北大核心 2025年第S1期64-70,共7页

为提升煤自燃预测精度,提出基于改进鲸鱼优化算法(IWOA)与轻量级梯度提升机(LightGBM)融合的预测模型。首先,通过SPSS 27分析煤自燃程序升温试验中指标气体浓度的相关性,采用核主成分分析法(KPCA)提取主成分数据;然后,针对传统鲸鱼算法(... 为提升煤自燃预测精度,提出基于改进鲸鱼优化算法(IWOA)与轻量级梯度提升机(LightGBM)融合的预测模型。首先,通过SPSS 27分析煤自燃程序升温试验中指标气体浓度的相关性,采用核主成分分析法(KPCA)提取主成分数据;然后,针对传统鲸鱼算法(WOA)易陷入局部最优的问题,引入Circle混沌映射、自适应权重及最优领域扰动策略改进其全局搜索能力,进而优化LightGBM超参数以提升预测精度并抑制过拟合;最后,将该模型应用于新疆沙吉海煤矿实际预测场景。结果表明:IWOA-LightGBM模型相较于其他模型,在测试样本中的准确率A分别提高13.33%、26.66%、20%、20%、13.33%;精确率P分别提高12.23%、24.45%、18.89%、18.89%、12.23%;召回率R分别提高13.1%、23.02%、18.1%、16.07%、10.56%;F_( 1)分别提高12.56%、23.79%、18.52%、17.58%、13.15%。模型在复杂条件下的可靠性与稳定性,展现出优于传统模型的泛化性与鲁棒性,能够为矿井煤自燃灾害预警提供了新的技术方案。 展开更多

关键词 煤自燃 改进鲸鱼优化算法(iwoa) 轻量级梯度提升机(LightGBM) 核主成分分析法(KPCA) 预测模型

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基于IWOA-PNN模型的管道焊缝腐蚀剩余强度预测 被引量：7

4

作者 骆正山 肖雨 王小完 《安全与环境学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第2期435-441,共7页

针对管道焊缝腐蚀问题构建基于改进鲸鱼优化算法(Improved Whale Optimization Algorithm, IWOA)的概率神经网络(Probabilistic Neural Network, PNN)剩余强度预测模型。首先,通过种群初始化、非线性收敛因子和惯性权重因子提高鲸鱼优... 针对管道焊缝腐蚀问题构建基于改进鲸鱼优化算法(Improved Whale Optimization Algorithm, IWOA)的概率神经网络(Probabilistic Neural Network, PNN)剩余强度预测模型。首先,通过种群初始化、非线性收敛因子和惯性权重因子提高鲸鱼优化算法的寻优速度和精度;然后,利用IWOA算法优化PNN的光滑因子,构建IWOA-PNN预测模型;最后,以水压爆破试验数据为基础,使用MATLAB软件进行仿真试验,并与另外2个模型进行对比分析。结果表明:IWOA-PNN模型的ERMS为0.633 1,EAR为2.19%,R^(2)为0.954 6,均优于PNN和鲸鱼优化算法(Whale Optimization Algorithm, WOA)-PNN模型;IWOA-PNN模型与传统模型相比误差更小,能够更为准确地预测焊缝腐蚀后剩余强度,为管道的维修和更换提供参考。 展开更多

关键词 安全工程 管道腐蚀 焊缝 剩余强度 改进鲸鱼优化算法(iwoa) 概率神经网络(PNN)

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基于IWOA-BA的局部遮阴下光伏最大功率追踪 被引量：2

5

作者 魏业文 邱天一 +2 位作者 李熠俊 李艺博 刘霁欧 《三峡大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2024年第6期97-103,共7页

针对光伏阵列在局部遮阴下呈现多峰突变,导致传统最大功率点追踪算法(MPPT)失能的问题,提出了自适应权重及随机差分策略鲸鱼优化算法(IWOA)和蝙蝠算法(BA)的复合算法IWOA-BA.首先考量IWOA突变收敛因子及可变权重策略,使局部寻优和全局... 针对光伏阵列在局部遮阴下呈现多峰突变,导致传统最大功率点追踪算法(MPPT)失能的问题,提出了自适应权重及随机差分策略鲸鱼优化算法(IWOA)和蝙蝠算法(BA)的复合算法IWOA-BA.首先考量IWOA突变收敛因子及可变权重策略,使局部寻优和全局搜索能力达到动态平衡,迭代变化显著;然后,通过BA局部搜索机制进行有效变异操作,提高跳出局部最优解的能力;算法后期通过随机差分变异策略对个体位置进行二次更新,以此增加种群多样性;最后,对比传统粒子群算法(PSO)、斑马优化算法(ZOA)、鲸鱼算法(WOA),通过Simulink仿真测试结果显示,IWOA-BA在静态和动态的追踪速度和寻优精度上都具有显著优越性. 展开更多

关键词 最大功率点追踪 光伏阵列 局部遮阴 iwoa-BA复合算法 非线性收敛因子

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基于Kmeans-EMD与IWOA-Elman的碾压速度异常值检测与修正 被引量：2

6

作者 乔天诚 佟大威 +2 位作者 王佳俊 关涛 吴斌平 《水资源与水工程学报》 CSCD 北大核心 2022年第3期124-131,共8页

碾压速度是评价压实质量的重要指标,但在监控过程中,碾压速度易受施工环境、定位漂移等干扰而出现异常检测值,影响压实质量的评价精度,但目前还缺乏对碾压速度异常值检测与修正的相关方法研究。为保障碾压速度的数据质量,结合碾压速度... 碾压速度是评价压实质量的重要指标,但在监控过程中,碾压速度易受施工环境、定位漂移等干扰而出现异常检测值,影响压实质量的评价精度,但目前还缺乏对碾压速度异常值检测与修正的相关方法研究。为保障碾压速度的数据质量,结合碾压速度的时序变化特征,利用Kmeans算法初步定性检测异常值,弱化异常值对经验模态分解(EMD)结果的影响,并基于EMD实现对异常值的精细定量检测,提高异常值检测的精度;进而利用经混沌种群初始化、非线性收敛因子、自适应惯性权重与鲶鱼效应-黄金正弦改进的鲸鱼优化算法(IWOA)优化Elman神经网络,并构建碾压速度异常值修正模型,实现对碾压速度异常值的修正。将本文方法应用于西南某大型水电工程,结果表明:Kmeans算法与EMD的联合作用相比箱线图法可更高精度地检测碾压速度中的异常值;IWOA-Elman神经网络预测值与真实值的相关系数达到0.907 75,相比常规模型不仅可以更好地确保数据的完整性与可靠性,还可以为压实质量的高精度评价奠定良好的数据基础。 展开更多

关键词 碾压速度 异常值检测 Kmeans算法 经验模态分解 异常值修正 iwoa-Elman神经网络

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基于IWOA-HKELM的矿井突水水源识别 被引量：12

7

作者 邵良杉 詹小凡 《中国安全科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第9期113-118,共6页

为提高矿井突水水源识别的精度,提出一种改进鲸鱼优化算法(IWOA)-混合核极限学习机(HKELM)的水源识别模型。首先将高斯核函数和多项式核函数相结合,构造学习能力和泛化性能较好的HKELM;然后针对鲸鱼优化算法(WOA)易陷入局部最优的问题,... 为提高矿井突水水源识别的精度,提出一种改进鲸鱼优化算法(IWOA)-混合核极限学习机(HKELM)的水源识别模型。首先将高斯核函数和多项式核函数相结合,构造学习能力和泛化性能较好的HKELM;然后针对鲸鱼优化算法(WOA)易陷入局部最优的问题,提出IWOA算法,引入帐篷映射、改进非线性因子以及设置反向精英学习阈值等3种策略来降低算法过早收敛的概率,并得到更优结果;最后将新庄孜矿的突水水源资料作为仿真数据,降维处理后输入到IWOA-HKELM模型中结果预测。研究表明:通过IWOA优化HKELM参数,可提高HKELM的整体预测性能;IWOA-HKELM的预测结果与实际情况完全一致,与其他模型相比,该模型的平均分类准确率明显提高,平均均方误差和分类准确率标准差明显降低。 展开更多

关键词 突水水源识别 改进鲸鱼优化算法(iwoa) 混合核极限学习机(HKELM)

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基于IWOA算法求解含调压井水轮机调速系统控制参数的优化分析 被引量：11

8

作者 杨金东 李洋 邹屹东 《水电能源科学》 北大核心 2023年第6期188-191,196,共5页

为了提高含调压井水轮机调速系统的控制性能,提出一种基于改进鲸鱼优化算法(IWOA)的控制参数优化方法。首先建立含调压井水轮机调速系统的数学模型,即利用连续性方程和管道传递函数建立包含调压井动态的水轮机进口水头—流量传递函数,... 为了提高含调压井水轮机调速系统的控制性能,提出一种基于改进鲸鱼优化算法(IWOA)的控制参数优化方法。首先建立含调压井水轮机调速系统的数学模型,即利用连续性方程和管道传递函数建立包含调压井动态的水轮机进口水头—流量传递函数,然后与水轮机调速模型一起构成含调压井的水轮机调速系统模型。以该系统中水轮机的转速偏差时间积分值作为优化过程的适应度值,并以该适应度最小化为目标,采用IWOA对研究对象的PID控制器参数进行优化。在Matlab平台对研究对象常见运行工况进行仿真,结果表明IWOA算法具有收敛速度快、精度高等优点,寻优操作后的PID控制器使研究对象面对各类型扰动具有更好的调节及鲁棒性能。 展开更多

关键词 iwoa算法 调压井 水轮机调速系统 控制参数 优化

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基于卡尔曼滤波的小波去噪和IWOA-ELM的颈肩肌肉疲劳分类方法 被引量：1

9

作者 隋修武 付世雄 +2 位作者 刘金雨 王涛 刘阳 《电子测量技术》 北大核心 2024年第10期10-18,共9页

针对采集的表面肌电信号噪声干扰多,以及缺少颈肩肌肉疲劳状态划分标准和分类模型的问题,本文提出了一种基于联合去噪和优化极限学习机的颈肩肌肉疲劳分类方法。首先,使用AnyBody建立颈肩骨骼肌肉生物力学模型,根据肌肉pH值和RPE劳累感... 针对采集的表面肌电信号噪声干扰多,以及缺少颈肩肌肉疲劳状态划分标准和分类模型的问题,本文提出了一种基于联合去噪和优化极限学习机的颈肩肌肉疲劳分类方法。首先,使用AnyBody建立颈肩骨骼肌肉生物力学模型,根据肌肉pH值和RPE劳累感知量表划分肌肉疲劳状态。采集6名健康青年人斜方肌上束疲劳状态下的表面肌电信号。然后,结合卡尔曼滤波和改进的小波阈值函数进行联合去噪,提取均方根、积分肌电值、平均功率频率、中值频率、瞬时平均频率、瞬时中值频率6个特征参数。最后,使用改进鲸鱼优化算法优化极限学习机的权值和阈值,建立IWOA-ELM颈肩肌肉疲劳分类模型。实验结果表明,联合去噪算法效果更佳,IWOA-ELM模型训练集准确率为96.3%,测试集准确率为97.5%,均方根误差为1.108,对于不同受试者分类模型准确率均高于95%,因此本文提出的联合去噪算法和IWOA-ELM模型在颈肩肌肉疲劳分类方面具有优势。 展开更多

关键词 表面肌电信号 颈肩肌肉疲劳 卡尔曼滤波 小波阈值函数 鲸鱼优化算法 极限学习机算法

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基于IWOA-双向LSTM的绞车滚筒可靠性分析 被引量：2

10

作者 代富裕 胡启国 +2 位作者 何奇 陈思祥 徐向阳 《石油机械》 北大核心 2024年第3期32-39,共8页

绞车滚筒作为钻机的重要组成部分,在运行中应保持良好的性能稳定性,对其进行可靠性分析十分必要。为此,采用哈默斯雷采样方法,对传统7000 m绞车滚筒的设计变量在Isight平台通过SolidWorks、ANSYS、MATLAB联合进行灵敏度分析,利用蒙特卡... 绞车滚筒作为钻机的重要组成部分,在运行中应保持良好的性能稳定性,对其进行可靠性分析十分必要。为此,采用哈默斯雷采样方法,对传统7000 m绞车滚筒的设计变量在Isight平台通过SolidWorks、ANSYS、MATLAB联合进行灵敏度分析,利用蒙特卡洛模拟法对输入变量进行抽样,搭建IWOA-双向LSTM模型对绞车滚筒可靠性进行预测。研究结果表明:IWOA-双向LSTM可靠性预测模型预测精度远远超过了传统的可靠性预测模型,其结合蒙特卡洛模拟法可对绞车滚筒的关键参数如耐久应力和疲劳寿命等进行估计,以此得到绞车滚筒理论的工作应力区间及其使用寿命,从而为绞车滚筒的运维及安全稳定运行提供有力保障。研究结论可为钻采设备的可靠性分析提供一种新方案。 展开更多

关键词 绞车滚筒 iwoa-双向LSTM模型 可靠性 灵敏度分析 耐久应力 疲劳寿命

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基于IWOA-LightGBM的主轴轴承故障预警研究 被引量：9

11

作者 林涛 严寒 赵丹阳 《中国测试》 CAS 北大核心 2023年第5期82-88,共7页

为实现风机主轴轴承的早期故障预警,提出一种基于改进鲸鱼算法优化轻梯度提升机(IWOA-LightGBM)的故障预警方法。首先,利用皮尔逊相关系数法选取与主轴轴承温度相关的建模变量;其次,在普通鲸鱼算法的基础上,通过改进收敛因子和增加惯性... 为实现风机主轴轴承的早期故障预警,提出一种基于改进鲸鱼算法优化轻梯度提升机(IWOA-LightGBM)的故障预警方法。首先,利用皮尔逊相关系数法选取与主轴轴承温度相关的建模变量;其次,在普通鲸鱼算法的基础上,通过改进收敛因子和增加惯性因子的方式提高算法寻优能力;再次,利用改进鲸鱼算法优化LightGBM超参数并建立主轴轴承温度预测模型;最后,通过对温度残差进行分析计算出主轴轴承故障报警阈值,并利用滑动窗口法消除异常点的影响,实现对主轴轴承故障的有效预警。实验研究表明,该方法建模速度快、预测精度高,且能够提前2.5 h预测主轴轴承故障,具有广阔的工程实用前景。 展开更多

关键词 风机主轴轴承 轻梯度提升机 鲸鱼优化算法 故障预警 残差分析

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基于MFF与IWOA-LSSVM的电机轴承故障诊断研究 被引量：5

12

作者 董程阳 《机电工程》 CAS 北大核心 2022年第6期806-812,共7页

针对电机轴承故障诊断过程中,存在种种困难的问题,提出了一种基于多特征融合(MFF)与改进鲸鱼优化算法(IWOA)优化最小二乘支持向量机(LSSVM)的电机轴承状态诊断方法。首先,利用Sobol序列去初始化算法种群,在算法种群搜索过程中加入了莱... 针对电机轴承故障诊断过程中,存在种种困难的问题,提出了一种基于多特征融合(MFF)与改进鲸鱼优化算法(IWOA)优化最小二乘支持向量机(LSSVM)的电机轴承状态诊断方法。首先,利用Sobol序列去初始化算法种群,在算法种群搜索过程中加入了莱维飞行策略,并在WOA算法位置更新公式中添加了惯性权重;然后,提取了电机轴承振动信号的小波包能量特征、平均值和峭度,并将以上电机轴承振动信号特征作为算法的输入;最后,为了验证基于MFF与IWOA-LSSVM的电机轴承诊断方法的有效性,分别以单独使用小波包能量特征作为算法输入,以及小波包能量特征和时域特征共同作为算法输入,进行了两组相关的电机轴承状态识别对比实验。研究结果表明:相比于单一小波包能量特征,采用多特征融合能更全面地反映电机轴承真实运行状态;相比于PSO、GA算法,基于WOA算法可以更有效地避免局部最优;相比于基本WOA算法,改进后的WOA算法可以更有效地避免局部最优;相比于其他电机轴承状态识别算法,IWOA-LSSVM算法的分类性能更优,对电机轴承状态识别率达到99.5%。 展开更多

关键词 电机轴承 故障诊断 多特征融合 改进鲸鱼优化算法 最小二乘支持向量机

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基于IWOA-LSSVM的联合收割机装配质量检测研究 被引量：3

13

作者 马毅臻 赵思夏 +1 位作者 徐立友 陈小亮 《机电工程》 CAS 北大核心 2022年第6期742-750,共9页

目前联合收割机的装配质量检测缺乏有效手段,且现有方法的检测精度也比较低,针对这些问题,提出了一种基于改进的鲸鱼算法优化最小二乘支持向量机(IWOA-LSSVM)的联合收割机装配质量检测方法。首先,针对鲸鱼优化算法(WOA)搜索能力弱、易... 目前联合收割机的装配质量检测缺乏有效手段,且现有方法的检测精度也比较低,针对这些问题,提出了一种基于改进的鲸鱼算法优化最小二乘支持向量机(IWOA-LSSVM)的联合收割机装配质量检测方法。首先,针对鲸鱼优化算法(WOA)搜索能力弱、易早熟等特点,引入余弦控制因子和正弦时变自适应权重对其进行了改进,使用基准测试函数验证了算法的一般适应性;然后,通过互补集合经验模态分解(CEEMD)对信号进行了降噪分解,提取了各分量信息熵和时频域特征,构建了其融合特征集;最后,建立了基于IWOA-LSSVM-CEEMD的联合收割机装配质量检测模型,并将其在东方红4LZ-9A2联合收割机上进行了试验,以验证检测模型的有效性;将该方法与其他方法进行了对比分析。研究结果表明:所提方法平均预测准确率达到91.3%,与未改进的方法相比提升7%,平均预测准确率的标准差降低0.68%;该结果验证了所提方法在联合收割机装配质量检测方面的优越性。 展开更多

关键词 农业机械 机械装配质量检测 改进的鲸鱼优化算法 最小二乘支持向量机 互补集合经验模态分解 信号降噪分解

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基于胎内应变特征和IWOA-SVR的轮胎磨损程度估计方法

14

作者 刘海荣 张向文 《科学技术与工程》 2025年第34期14879-14889,共11页

为了对轮胎磨损程度进行准确估计,提高汽车行驶的安全性,提出了一种基于胎内应变特征和改进的鲸鱼优化算法优化支持向量回归(improved whale optimization algorithm-support vector regression, IWOA-SVR)的轮胎磨损程度估计方法。通... 为了对轮胎磨损程度进行准确估计,提高汽车行驶的安全性,提出了一种基于胎内应变特征和改进的鲸鱼优化算法优化支持向量回归(improved whale optimization algorithm-support vector regression, IWOA-SVR)的轮胎磨损程度估计方法。通过有限元方法建立不同磨损程度、气压、载重和速度的轮胎模型,然后提取胎内应变特征并通过相关性分析选择关键特征。基于气压、载重、速度和选择的关键特征,建立了IWOA-SVR模型进行轮胎磨损程度的估计,SVR的参数通过IWOA进行优化。最后,在不同磨损程度和不同运行工况下进行了测试,结果显示,IWOA优化SVR模型后提高了估计的准确性,估计平均绝对误差不超过0.21 mm,可以满足轮胎磨损检测的需要。 展开更多

关键词 轮胎磨损 有限元方法 胎内应变特征 相关性分析 iwoa-SVR模型

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基于IWOA-IECA-BiLSTM模型的刀具磨损监测

15

作者 包振科 曹华军 +2 位作者 秦逢泽 陈志祥 陶桂宝 《中国机械工程》 2025年第12期2936-2943,共8页

为了提高加工过程中刀具磨损监测精度,提出一种基于改进的鲸鱼优化算法(IWOA)和改进的高效通道注意力机制(IECA)的双向长短期记忆网络(BiLSTM)模型。通过对PHM2010刀具磨损数据进行片段截取并提取多域特征,再结合皮尔逊系数筛选得到刀... 为了提高加工过程中刀具磨损监测精度,提出一种基于改进的鲸鱼优化算法(IWOA)和改进的高效通道注意力机制(IECA)的双向长短期记忆网络(BiLSTM)模型。通过对PHM2010刀具磨损数据进行片段截取并提取多域特征,再结合皮尔逊系数筛选得到刀具磨损强相关特征。输入特征训练模型,模型中BiLSTM模块能有效捕捉数据中的时序特征;IECA注意力机制模块能提高特征表征能力;IWOA模块能优化模型超参数,进一步提高模型精度。最后基于三折交叉验证测试模型性能,并与其他多个模型进行对比,结果表明,IWOA-IECA-BiLSTM刀具磨损监测模型在多数测试集上具有最佳表现,在C_(1)、C_(4)、C_(6)三个测试集上均方根误差分别低至6.5、12.46、9.28。 展开更多

关键词 刀具磨损 改进鲸鱼优化算法 改进高效通道注意力机制 双向长短期记忆网络

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基于改进鲸鱼算法的多目标单元划分方法

16

作者 程学宇 王迎春 +1 位作者 张琪 王垠凯 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2025年第5期7-13,共7页

单元式生产方式可以提高制造企业满足多元化、定制化市场需求的能力。针对制造单元划分问题,以单元加工密度和成组功效为优化目标并引入权重因子q建立数学模型,结合肘部法则和K-Means++确认最佳单元数量,在此基础上提出了改进鲸鱼算法(i... 单元式生产方式可以提高制造企业满足多元化、定制化市场需求的能力。针对制造单元划分问题,以单元加工密度和成组功效为优化目标并引入权重因子q建立数学模型,结合肘部法则和K-Means++确认最佳单元数量,在此基础上提出了改进鲸鱼算法(improved whale optimization algorithm,IWOA),根据数学模型特点,采用浮点数编码策略分配机器和零件;为提高算法全局寻优能力,引入随机学习策略提高个体信息分享能力及种群多样性;为提高算法收敛速度和稳定性,设计自适应权重策略;为避免算法陷入局部最优,引入柯西变异策略。基于改进期望函数确认最佳单元划分方案。以工业汽轮机企业为实际案例,设计对比3种算法验证了该算法的有效性。 展开更多

关键词 单元划分 改进鲸鱼算法 期望函数 多目标优化

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基于EEMDSE-ILSTM的风电场超短期风速预测 被引量：6

17

作者 易灵芝 王仕通 +3 位作者 易芳 邓栋 易志敏 姜鹏 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2021年第22期288-294,共7页

不可再生资源的枯竭推动着新能源的发展,风电作为目前风能利用的主要形式得到了大面积推广。但风速非线性、非平稳性、时序性的特点对风机本身和电力系统都会产生不利的影响,因此精准的风速预测已经成为亟待解决的关键课题。基于组合预... 不可再生资源的枯竭推动着新能源的发展,风电作为目前风能利用的主要形式得到了大面积推广。但风速非线性、非平稳性、时序性的特点对风机本身和电力系统都会产生不利的影响,因此精准的风速预测已经成为亟待解决的关键课题。基于组合预测方法,提出了一种EEMDSE-ILSTM风速预测模型。该模型利用集合经验模态分解(Ensemble Empirical Mode Decomposition,EEMD)将风速数据分解为若干个分量数据集,并通过样本熵对各分量进行筛选以简化数据。将改进的鲸鱼算法与长短期记忆网络(Long Short-Term Memory,LSTM)结合,无监督生成合适的模型预测参数。在预测时依次对每个分量数据预测并将结果累加获得最终预测值。仿真结果表明,该模型与其他方法比较,显示出较好的预测精度和泛化性能。 展开更多

关键词 集合经验模态分解(EEMD) 样本熵 风速预测 改进的鲸鱼优化算法(iwoa) 长短期记忆网络(LSTM)

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海洋大气环境下架空管道腐蚀失重预测 被引量：4

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作者 骆正山 杨赛星 王小完 《安全与环境学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第4期1031-1037,共7页

为提高海洋大气环境下油气管道腐蚀失重预测精度,提出了一种基于IWOA-DGM(1, 1,λ)的架空管道腐蚀失重预测模型。首先用佳点集理论优化鲸鱼优化算法(Whale Optimization Algorithm, WOA)初始种群的布局以增强寻优能力,并用非线性自适应... 为提高海洋大气环境下油气管道腐蚀失重预测精度,提出了一种基于IWOA-DGM(1, 1,λ)的架空管道腐蚀失重预测模型。首先用佳点集理论优化鲸鱼优化算法(Whale Optimization Algorithm, WOA)初始种群的布局以增强寻优能力,并用非线性自适应权重和改进黄金正弦算法避免WOA模型的随机性,以提高收敛速度。然后利用指数变换、变权弱化缓冲算子和新陈代谢改进离散灰色模型(Discrete Grey Model, DGM(1, 1)),指数变换可以提高原始数据的光滑度,变权弱化缓冲算子可以抵消冲击扰动的干扰,加入新陈代谢可以实现动态的中长期预测。再用改进鲸鱼优化算法(Improve Whale Optimization Algorithm, IWOA)对改进DGM(1,1,λ)模型中的参数λ进行寻优,最后建立改进鲸鱼优化算法的优化离散灰色预测模型(IWOA-DGM(1, 1,λ)),并用该模型对西沙Q235碳钢管道腐蚀失重情况进行预测。结果表明,改进模型的灰色绝对关联度、平均绝对百分比误差和拟合度分别为98.99%、2.43%和98.73%,各项评价指标均优于其他对比模型,且预测精度得到了极大的提高,证明该模型有较好的鲁棒性。 展开更多

关键词 安全工程 海洋大气环境 架空管道 腐蚀失重 改进鲸鱼优化算法(iwoa) DGM(1 1)模型

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多目标优化的智能带式输送系统数字孪生模型构建及其应用

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作者 陈伟 李敬兆 +2 位作者 石晴 刘继超 李化顺 《煤炭科学技术》 CSCD 北大核心 2024年第12期287-299,共13页

由于卸料后带面清扫效果不稳定,矿用带式输送机在长期运行过程中,常面临带面物料粘结、扬尘和撒料等问题,直接影响了运输安全性能及能量高效利用。针对这一问题,提出了一种基于数字孪生技术(DT)的高效、环保的智能带式输送系统。在虚拟... 由于卸料后带面清扫效果不稳定,矿用带式输送机在长期运行过程中,常面临带面物料粘结、扬尘和撒料等问题,直接影响了运输安全性能及能量高效利用。针对这一问题,提出了一种基于数字孪生技术(DT)的高效、环保的智能带式输送系统。在虚拟实体中,应用在线极限学习机(OS-ELM)构建清扫力实时预测模型,以物理反馈数据作为该模型的输入参数;在物理实体中,结合力学模型、工程领域的知识与经验和运行数据计算出实际清扫力。并基于当前时刻清扫力预测值制定下一时刻清扫执行机构的调度方案,实现对物理实体的精准控制。为保证调度过程实时性,该方案中的参数优化采用改进鲸鱼优化算法(IWOA),以较高收敛速率获取全局最优解。研究以撒料量、关键部件磨损情况、清扫机构总功率和清扫力预测准确率作为DT系统性能的评价指标,在多工况下与多组主流优化算法对比验证该系统性能,并通过Sobol和Fast两种敏感性分析方法验证预测模型输入参数合理性。实验结果表明,基于DT的智能输送系统中煤炭撒料量低于100 g/min,刀片磨损率下降了8.99%,实际功率降低了8.61%,清扫力预测的平均绝对百分比误差(MAPE)和均方根误差(RMSE)分别为3.2748%和0.017。该DT系统建立了虚拟与现实之间动态信息交互映射,实现了带式输送系统清扫力的实时精准获取并合理调度多级清扫执行机构,有效减少了设备维护工人的工作量和环境污染问题的发生,显著提升了输送设备的安全性和稳定性。 展开更多

关键词 数字孪生 输送系统 多目标优化 iwoa 清扫力

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改进鲸鱼算法在电动汽车有序充电中的应用 被引量：16

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作者 张公凯 陈才学 郑拓 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2021年第4期272-278,共7页

为解决大规模电动汽车无序充电对电网稳定性造成的影响,建立了电网层负荷峰谷差最小和用户层充电费用最小的两方面有序充电目标函数。为实现高效且快速的求解,对鲸鱼算法(Whale Optimization Algorithm,WOA)进行了改进,在该算法中加入... 为解决大规模电动汽车无序充电对电网稳定性造成的影响,建立了电网层负荷峰谷差最小和用户层充电费用最小的两方面有序充电目标函数。为实现高效且快速的求解,对鲸鱼算法(Whale Optimization Algorithm,WOA)进行了改进,在该算法中加入两种非线性惯性权重来平衡局部搜索能力和全局搜索能力,并提出了一种教学策略(Teaching-Learning Strategy,TLS)来提高鲸鱼个体的位置质量,教学策略中采用变异手段增加种群的多样性,能有效防止迭代过早停滞。算例中分别利用IWOA、标准WOA、粒子群算法(Particle Swarm Optimization,PSO)测试基准函数,并对电动汽车有序充电优化目标进行求解,最后通过比较验证了IWOA的高效性和实用性。 展开更多

关键词 电动汽车 有序充电 改进鲸鱼算法(iwoa) 非线性惯性权重 教学策略(TLS)

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