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An improved fluid flow algorithm for hydraulic fracturing:Optimizing domain volume and crack pressure update strategies
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作者 Wei Zhang Jing Bi +3 位作者 Yu Zhao Yongfa Zhang Chaolin Wang Yang Pan 《International Journal of Mining Science and Technology》 2025年第4期639-657,共19页
With the widespread adoption of hydraulic fracturing technology in oil and gas resource development,improving the accuracy and efficiency of fracturing simulations has become a critical research focus.This paper propo... With the widespread adoption of hydraulic fracturing technology in oil and gas resource development,improving the accuracy and efficiency of fracturing simulations has become a critical research focus.This paper proposes an improved fluid flow algorithm,aiming to enhance the computational efficiency of hydraulic fracturing simulations while ensuring computational accuracy.The algorithm optimizes the aperture law and iteration criteria,focusing on improving the domain volume and crack pressure update strategy,thereby enabling precise capture of dynamic borehole pressure variations during injection tests.The effectiveness of the algorithm is verified through three flow-solid coupling cases.The study also analyzes the effects of borehole size,domain volume,and crack pressure update strategy on fracturing behavior.Furthermore,the performance of the improved algorithm in terms of crack propagation rate,micro-crack formation,and fluid pressure distribution was further evaluated.The results indicate that while large-size boreholes delay crack initiation,the cracks propagate more rapidly once formed.Additionally,the optimized domain volume calculation and crack pressure update strategy significantly shorten the pressure propagation stage,promote crack propagation,and improve computational efficiency. 展开更多
关键词 Hydraulic fracturing Fluid flow algorithm Domain volume optimization Crack pressure update Borehole size
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基于BP神经网络的咸水黏度预测及其对渗流的影响
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作者 李涛 美合日阿依·穆太力普 +2 位作者 薛福生 李延静 敬嘉珩 《油气地质与采收率》 北大核心 2025年第1期152-161,共10页
在碳中和背景下,采用CO_(2)咸水层封存技术来实现碳减排目标时,咸水黏度对储层中的CO_(2)-咸水两相渗流过程有着直接的影响。目前,基于压力影响的黏度预测方法仍有待完善。使用最小二乘法、BP神经网络和基于遗传算法的BP神经网络,将咸... 在碳中和背景下,采用CO_(2)咸水层封存技术来实现碳减排目标时,咸水黏度对储层中的CO_(2)-咸水两相渗流过程有着直接的影响。目前,基于压力影响的黏度预测方法仍有待完善。使用最小二乘法、BP神经网络和基于遗传算法的BP神经网络,将咸水黏度分别当作温度、质量摩尔浓度的二元函数以及温度、质量摩尔浓度、压力的三元函数优化了现有的计算方法,建立了考虑压力影响的黏度预测优化模型。在获得最佳的预测方式后,基于COMSOL软件的水平集方法系统分析了黏度对渗流的影响。研究结果表明,采用最小二乘法可以对现有的经验公式进行一定优化,但是效果不明显;采用二元BP神经网络可以将预测精度提高45.20%,考虑压力后采用三元BP神经网络可以将预测精度提高57.32%。因此,在实验数据充足的情况下,基于BP神经网络模型可以得到较大压力范围内可靠的咸水黏度值;由于经验公式法能够预测黏度变化趋势,在缺乏相应实验数据的情况下,可通过经验公式法获得咸水黏度值。此外,通过仿真结果可以发现,黏度会影响流体在流道的分布,进而影响流动速度,黏度比越大,出口平均速度波动越小且更快地趋于平稳;而且黏度比越大,残余水饱和度越小,越有利于驱替过程的进行,二者呈对数函数的关系。 展开更多
关键词 咸水黏度 bp神经网络 压力 渗流模拟 CO_(2)咸水层封存
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基于改进SSA-BPNN的煤层气直井井底流压预测研究
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作者 余洋 董银涛 +3 位作者 李云波 包宇 张立侠 孙浩 《油气藏评价与开发》 北大核心 2025年第2期250-256,共7页
煤层气资源广泛应用直井开发,采用控压控水的排采制度,井底流压是排采方案设计与设备选型的重要参数,因此,煤层气直井井底流压预测具有重要的意义。为了便捷、准确地预测煤层气直井井底流压,指导煤层气井的控压排采,引入机器学习领域中... 煤层气资源广泛应用直井开发,采用控压控水的排采制度,井底流压是排采方案设计与设备选型的重要参数,因此,煤层气直井井底流压预测具有重要的意义。为了便捷、准确地预测煤层气直井井底流压,指导煤层气井的控压排采,引入机器学习领域中的反向传播神经网络(BPNN)模型,同时对麻雀搜索算法(SSA)进行改进,耦合构建基于改进麻雀搜索算法-反向传播神经网络(SSA-BPNN)的煤层气直井井底流压预测模型。选取了生产现场常规测量的5个影响井底流压的参数作为井底流压预测模型的输入参数,相对应的井底流压数值作为井底流压预测模型的输出参数。将600组实测数据划分为训练集、验证集与测试集,完成了煤层气直井井底流压预测模型的建立与校验工作。BPNN模型与改进SSA-BPNN模型的验证集平均绝对百分比误差分别为3.10%与0.53%,可以看出利用改进SSA与BPNN的耦合建模,能够解决BPNN易陷于局部最优的问题,提高了煤层气直井井底流压的预测精度。同时将改进SSA-BPNN模型与遗传算法-支持向量回归机(GA-SVR)模型和物理模型解析方法进行对比,结果显示:3种不同模型的平均绝对百分比误差分别为1.318%、4.971%、18.156%,改进SSA-BPNN模型的误差最低,且在井底流压较低时,改进SSA-BPNN模型的预测精度显著提高,展现出较高的准确性与良好的适用性。改进SSA-BPNN模型仅需5个输入参数,减少了输入与计算参数的复杂度,且无须考虑井筒内流体分布情况,可覆盖排采各阶段,在不同压力区间都有较高准确性。 展开更多
关键词 煤层气 麻雀搜索算法 神经网络 井底流压 预测模型
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基于BP神经网络结合ERA5数据的风电功率预测
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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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改进SSA优化BP神经网络的变压器故障诊断
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作者 汪繁荣 汪筠涵 江俊杰 《现代电子技术》 北大核心 2025年第4期145-150,共6页
变压器故障类型的准确诊断对保障电网的安全与稳定至关重要。针对BP神经网络与麻雀搜索算法(SSA)存在收敛缓慢和易陷入局部极值导致无法准确诊断的问题,提出将改进的麻雀搜索算法(ISSA)优化BP神经网络应用于变压器故障诊断。首先,引入... 变压器故障类型的准确诊断对保障电网的安全与稳定至关重要。针对BP神经网络与麻雀搜索算法(SSA)存在收敛缓慢和易陷入局部极值导致无法准确诊断的问题,提出将改进的麻雀搜索算法(ISSA)优化BP神经网络应用于变压器故障诊断。首先,引入非线性惯性权重和纵横交叉策略,从而提高算法的收敛速度和全局寻优能力;其次,将ISSA与传统SSA在收敛函数上进行对比分析,得到ISSA算法在迭代12次后以52%的准确率收敛,而SSA算法迭代23次后才达到25%的准确率,证明了ISSA在收敛速度和精度方面有明显提高;最后,将ISSA-BP、SSA-BP和BP诊断模型进行对比。实验结果表明,ISSA-BP模型准确率达到了97%,比SSA-BP、BP神经网络模型分别提高了4%和11%,可以认为提出的算法模型在变压器故障诊断领域具有更高的精度与良好的发展前景。 展开更多
关键词 麻雀搜索算法 bp神经网络 变压器 故障诊断 非线性惯性权重 纵横交叉策略
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基于RF-GA-BPNN算法的供应链风险预警研究
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作者 王红春 周子祥 《工业工程》 2025年第2期120-128,共9页
供应链系统时刻面临着来自内外部环境的多重风险与挑战,目前供应链风险预警算法在指标选取、阈值优化等方面尚存不足。为进一步提升供应链风险预警能力,关注算法融合优化及其预警效果,构建基于RF-GABPNN算法的供应链风险预警模型。该模... 供应链系统时刻面临着来自内外部环境的多重风险与挑战,目前供应链风险预警算法在指标选取、阈值优化等方面尚存不足。为进一步提升供应链风险预警能力,关注算法融合优化及其预警效果,构建基于RF-GABPNN算法的供应链风险预警模型。该模型有机结合随机森林、遗传算法、BP神经网络等多类算法的特性与优势,通过指标特征重要性筛选、初始参数优化等手段改进BP神经网络预测效果。利用中国A股3309家上市企业的风险预警指标数据集对模型进行训练与测试,结果表明RF-GA-BPNN算法在300组随机样本数据的训练下,预警准确率可达96.50%。基于RF-GA-BPNN算法的供应链风险预警模型具有较优秀的学习能力和预警能力,预测结果可为供应链风险水平的初期判断以及风险抵御措施的制定实施提供数值参考。 展开更多
关键词 供应链 风险预警 随机森林 遗传算法 bp神经网络
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BP神经网络在离心压缩机叶轮优化中的应用
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作者 董志强 于根亮 +1 位作者 董逸飞 陈义恒 《汽车实用技术》 2025年第2期56-62,共7页
为了提高离心式压缩机叶轮设计效率并降低计算资源消耗,针对遗传算法优化中计算量大、效率低的问题,提出基于改进粒子群优化算法(IPSO)优化BP神经网络的方法。通过少量计算流体动力学(CFD)仿真样本,训练BP神经网络建立效率与叶轮参数的... 为了提高离心式压缩机叶轮设计效率并降低计算资源消耗,针对遗传算法优化中计算量大、效率低的问题,提出基于改进粒子群优化算法(IPSO)优化BP神经网络的方法。通过少量计算流体动力学(CFD)仿真样本,训练BP神经网络建立效率与叶轮参数的映射关系,结合IPSO优化其参数,同时利用遗传算法(GA)确定叶轮的最佳性能参数。研究表明,改进的IPSO算法通过增强粒子群的动态适应性和全局搜索能力,提高了BP神经网络的预测精度和优化效率。优化后的叶轮等熵效率提高1.34%,多变效率提高1.04%,流量增加10.4%。该方法显著提升了离心式压缩机叶轮的设计效率和性能,为复杂流体机械的优化设计提供了新思路。 展开更多
关键词 离心式压缩机 CFD仿真 叶轮参数优化 bp神经网络 遗传算法
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GA-BP模型在HSS模型参数取值中的应用
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作者 张杰 马杰 +2 位作者 陈啸海 钟鹏 王营营 《城市道桥与防洪》 2025年第1期229-235,共7页
小应变硬化土(HSS)模型可以有效反映土的压缩硬化特性和小应变特性,非常适合黄土基坑的数值模拟计算。但是,HSS模型包含了11个硬化土(HS)模型参数和2个小应变参数,而这2个小应变参数往往需要采用试验方法确定,获取过程复杂。为了探讨小... 小应变硬化土(HSS)模型可以有效反映土的压缩硬化特性和小应变特性,非常适合黄土基坑的数值模拟计算。但是,HSS模型包含了11个硬化土(HS)模型参数和2个小应变参数,而这2个小应变参数往往需要采用试验方法确定,获取过程复杂。为了探讨小应变参数的预测方法,采用经过遗传算法优化的BP神经网络模型,即GA-BP神经网络模型,首先根据预设的小应变参数水平经过数值模拟计算得到49组位移数据,然后将得到的数据用于GA-BP神经网络的训练,待GA-BP神经网络的预测误差达到要求之后,再使用实际的位移数据反演得到小应变参数,最后基于预测得到的小应变参数进行数值模拟。结果显示,GA-BP神经网络模型预测的小应变参数在基坑围护结构最大水平位移和地表最大沉降计算方面表现良好,可以应用于实际工程。 展开更多
关键词 岩土工程 遗传算法 HSS模型 bp神经网络 小应变参数 参数反演
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An efficient algorithm to compute transient pressure responses of slanted wells with arbitrary inclination in reservoirs 被引量:3
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作者 Wang Haitao Zhang Liehui +2 位作者 Guo Jingjing Liu Qiguo He Xinming 《Petroleum Science》 SCIE CAS CSCD 2012年第2期212-222,共11页
Compared with vertical and horizontal wells, the solution and computation of transient pressure responses of slanted wells are more complex. Vertical and horizontal wells are both simplified cases of slanted wells at ... Compared with vertical and horizontal wells, the solution and computation of transient pressure responses of slanted wells are more complex. Vertical and horizontal wells are both simplified cases of slanted wells at particular inclination, so the model for slanted wells is more general and more complex than other models for vertical and horizontal wells. Many authors have studied unsteady-state flow of fluids in slanted wells and various solutions have been proposed. However, until now, few of the published results pertain to the computational efficiency. Whether in the time domain or in the Laplace domain, the computation of integration of complex functions is necessary in obtaining pressure responses of slanted wells, while the computation of the integration is complex and time-consuming. To obtain a perfect type curve the computation time is unacceptable even with an aid of high-speed computers. The purpose of this paper is to present an efficient algorithm to compute transient pressure distributions caused by slanted wells in reservoirs. Based on rigorous derivation, the transient pressure solution for slanted wells of any inclination angle is presented. Assuming an infinite-conductivity wellbore, the location of the equivalent-pressure point is determined. More importantly, according to the characteristics of the integrand in a transient pressure solution for slanted wells, the whole integral interval is partitioned into several small integral intervals, and then the method of variable substitution and the variable step-size piecewise numerical integration are employed. The amount of computation is significantly reduced and the computational efficiency is greatly improved. The algorithm proposed in this paper thoroughly solved the difficulty in the efficient and high-speed computation of transient pressure distribution of slanted wells with any inclination angle. 展开更多
关键词 Arbitrary inclination slanted well transient pressure behavior efficient algorithm variable step-size piecewise integration
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Design of the pressure regulation algorithm for active braking in vehicle ACC system 被引量:4
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作者 马国成 刘昭度 +1 位作者 裴晓飞 叶阳 《Journal of Beijing Institute of Technology》 EI CAS 2011年第4期483-489,共7页
To develop the pressure control algorithm for active braking of adaptive cruise control(ACC) system,a test bench with real parts of the tested vehicle is built.With the dynamic analysis of the active braking actuato... To develop the pressure control algorithm for active braking of adaptive cruise control(ACC) system,a test bench with real parts of the tested vehicle is built.With the dynamic analysis of the active braking actuators,it is demonstrated that different duty of pulse-width modulation(PWM) signals could control the pressure changing rate of the wheel cylinder.To obtain that signal,a modified proportional-integral-differential(PID) control algorithm is developed using the variable parameter method,the control value reset method,the dead zone method and the integral saturation method.Experimental results show that the delay and overshoot of the pressure response could be reduced considerably using the modified PID algorithm compared with the conventional one.The proposed pressure control algorithm could be used for the further development of the ACC's controller. 展开更多
关键词 adaptive cruise control(ACC) active braking pressure control modified proportional-integral-differential(PID) control algorithm
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Application of new void detection algorithm for analysis of feed pressure and rotation pressure of roof bolters 被引量:3
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作者 Liu Wenpeng Jamal Rostami Eric Keller 《International Journal of Mining Science and Technology》 SCIE EI CSCD 2017年第1期77-81,共5页
Roof and rib instability is an important issue in underground mining. To optimize ground support design,enhance ground stability, and reduce the possibility of roof or rib failure with minimal use of artificial ground... Roof and rib instability is an important issue in underground mining. To optimize ground support design,enhance ground stability, and reduce the possibility of roof or rib failure with minimal use of artificial ground support, it is essential to have an accurate understanding of ground conditions. This includes the location of voids, cracks, and discontinuities, as well as information about the different strata in the immediate roof. This paper briefly introduces ongoing research on void detection by using the roof bolter feed and rotation pressure. The goal of this project is to improve the sensitivity of detection programs to locate smaller joints and reduce the number of false alarms. This paper presents a brief review of the testing procedures, data analysis, logic, and algorithms used for void detection. In addition, this paper discusses the results of preliminary laboratory tests and statistical analysis of the data from these two drilling parameters used for void detection. 展开更多
关键词 Roof bolter Void detection Feed pressure Rotation pressure CUSUM algorithm Ground support optimization
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基于BP神经网络和NSGA-Ⅱ算法的直流电磁泵结构优化
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作者 杨照林 陈观慈 +2 位作者 张文斌 杨进 陈永华 《兵器装备工程学报》 北大核心 2025年第1期182-190,共9页
为了提高直流电磁泵的压力来驱动液态金属流动进行散热,改善泵的输送效率,采用数值模拟与智能算法相结合的优化设计方法,对泵的结构参数和输入电流进行了优化。以液态金属镓铟锡合金为工质,在1.5 L/min流量工况下,利用COMSOL软件对电磁... 为了提高直流电磁泵的压力来驱动液态金属流动进行散热,改善泵的输送效率,采用数值模拟与智能算法相结合的优化设计方法,对泵的结构参数和输入电流进行了优化。以液态金属镓铟锡合金为工质,在1.5 L/min流量工况下,利用COMSOL软件对电磁泵进行了数值模拟仿真,求得了泵的静压差并将其与试验值进行了对比,验证了仿真模型的准确性。采用Box-Behnken试验设计方法进行数据采集,根据试验数据构建BP神经网络代理模型,以压力和效率最大化为优化目标,结合NSGA-Ⅱ算法进行结构优化。结果表明:在相同流量下,优化后泵的输入电流减小了20 A,更利于散热;压力和效率分别提高了2577.6 Pa和11.8%,沿程损耗降低,整体性能得到改善;对比流场分析,泵内部流动速度更均匀,流线分布更加平稳。 展开更多
关键词 直流电磁泵 压力 效率 bp神经网络 NSGA-Ⅱ
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基于萤火虫算法优化BP神经网络的核电厂故障参数预测
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作者 刘涛 谢金森 +4 位作者 邓年彪 陈鹏宇 吴智强 张二品 于涛 《核科学与工程》 北大核心 2025年第1期120-130,共11页
随着核电厂向数字化和智能化转型,利用神经网络对瞬态参数进行预测,辅助操作人员处理事故成为可能。针对基于梯度下降的BP神经网络在预测核电厂瞬态参数时可能陷入局部最优的问题,提出了一种结合萤火虫算法(Firefly Algorithm,FA)优化... 随着核电厂向数字化和智能化转型,利用神经网络对瞬态参数进行预测,辅助操作人员处理事故成为可能。针对基于梯度下降的BP神经网络在预测核电厂瞬态参数时可能陷入局部最优的问题,提出了一种结合萤火虫算法(Firefly Algorithm,FA)优化的BP神经网络(FA-BP神经网络)。使用PCTRAN仿真软件生成的数据,比较了FA-BP神经网络与传统BP网络在预测性能上的差异,并应用FA-BP神经网络进行故障诊断。研究结果表明,FA-BP神经网络在训练效率和预测精度方面均显著优于传统BP网络,并在故障诊断中展现出高准确率。实验表明FA-BP模型能够支持核电厂操作人员在事故中更有效地管理机组状态,增强核电安全性。 展开更多
关键词 核电厂 瞬态参数预测 萤火虫算法 bp神经网络
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基于改进BP神经网络的烟草收获机械故障诊断研究 被引量:2
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作者 戴欧阳 胡洪林 《农机化研究》 北大核心 2025年第4期70-76,共7页
烟草收获机械是烟草生产中的重要技术支撑,是提高收获效率的重要保证,但由于烟草收获机械内部结构较为复杂,在使用过程中极易造成机械运行故障。随着大数据及传感器技术的快速发展,基于人工神经网络模型实现机械故障的预测与诊断成为提... 烟草收获机械是烟草生产中的重要技术支撑,是提高收获效率的重要保证,但由于烟草收获机械内部结构较为复杂,在使用过程中极易造成机械运行故障。随着大数据及传感器技术的快速发展,基于人工神经网络模型实现机械故障的预测与诊断成为提高烟草收获机械工作效率的重要技术。目前,主要以BP神经网络模型应用较为广泛,但在模型构建中预测效率低、鲁棒性强。针对以上问题,提出一种改进BP神经网络模型,以烟草收获机械中的齿轮故障诊断为研究对象,构建基于GA-BP神经网络模型的烟草收获机械齿轮故障诊断模型,并通过选取齿轮磨损、胶合、裂纹、断齿和正常齿轮的信号进行试验验证。结果表明:改进后的BP神经网络模型MAPE仅为0.87%,RMSE为1.12,MAE为0.92,MSE为1.19,满足烟草收获生产的实际需要,在模型算法与计算速度方面都得到了很大的提高。 展开更多
关键词 烟草收获 机械故障 遗传算法 bp神经网络 优化模型
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基于改进WOA-BP神经网络的电气火灾预警算法
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作者 颜磊 王国兵 +2 位作者 翁旭峰 刘雪莹 江友华 《电子设计工程》 2025年第1期21-26,共6页
电气火灾是一种严重危害人员安全和财产损失的事件,因此增强对电气火灾的早期预测和预警至关重要。基于提高电气火灾预测准确性的目的,采用了改进鲸鱼算法优化BP神经网络的方法,构建了电气火灾预警模型。使用剩余电流、工作电流电压和... 电气火灾是一种严重危害人员安全和财产损失的事件,因此增强对电气火灾的早期预测和预警至关重要。基于提高电气火灾预测准确性的目的,采用了改进鲸鱼算法优化BP神经网络的方法,构建了电气火灾预警模型。使用剩余电流、工作电流电压和线缆温度作为神经网络的输入特征,结合上述改进方法对权值和阈值进行优化。优化后的参数作为初始参数进行模型训练,用于输出电气火灾的概率。采用电气柜中回路数据进行试验,将预测概率与剩余电流异常持续时间进行模糊化处理,得出火灾决策。研究结果表明,所提模型相关系数达到0.97,相较于传统方法提高了0.08,具有更高的准确性和可靠性。 展开更多
关键词 电气火灾预警 鲸鱼优化算法 bp神经网络 模糊化
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基于BP神经网络的EHB主缸液压力估计
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作者 史彪飞 王磊 +2 位作者 梁海强 李荣利 梁超 《汽车技术》 北大核心 2025年第1期57-62,共6页
电子液压制动(EHB)系统主缸液压力估计对降低EHB的传感器依赖性至关重要,基于BP神经网络进行主缸液压力估计。首先开展了实车道路试验,并采集车速、主缸活塞位移、主缸活塞速度和主缸液压力等数据。然后,以主缸活塞位移和主缸活塞速度... 电子液压制动(EHB)系统主缸液压力估计对降低EHB的传感器依赖性至关重要,基于BP神经网络进行主缸液压力估计。首先开展了实车道路试验,并采集车速、主缸活塞位移、主缸活塞速度和主缸液压力等数据。然后,以主缸活塞位移和主缸活塞速度为特征输入、以实际主缸液压力为目标输出建立BP神经网络,并采用训练集数据及梯度下降算法对BP神经网络进行训练。最后,利用测试集数据对液压力估计效果进行验证。结果表明,所提算法比基于动态位移压力模型和基于LSTM的估计算法估计误差分别减小38%和15%。 展开更多
关键词 电子液压制动 主缸液压力估计 位移压力模型 bp 神经网络
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基于SSA-BP神经网络的无人机发射参数择优
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作者 贾华宇 郑会龙 +1 位作者 周洪 张谦 《华南理工大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第4期90-101,共12页
火箭助推零长发射是无人机发射的重要形式,发射角度、助推器夹角、助推器推力等发射参数的选取直接关系到无人机发射任务的成败。无人机火箭助推零长发射在设计阶段借助工程经验选取发射角度、助推器夹角、助推器推力等关键参数时,存在... 火箭助推零长发射是无人机发射的重要形式,发射角度、助推器夹角、助推器推力等发射参数的选取直接关系到无人机发射任务的成败。无人机火箭助推零长发射在设计阶段借助工程经验选取发射角度、助推器夹角、助推器推力等关键参数时,存在发射参数迭代择优周期长、设计交互性差、容易造成无人机飞行姿态失稳的问题。该文以某无人机为研究对象,对其发射阶段进行动力学及运动学建模,构建了六自由度非线性模型,基于QT/C++软件编制无人机发射弹道参数化仿真软件,并结合某无人机真实发射试验数据,验证该发射弹道仿真软件的有效性。同时,为解决发射参数自主择优问题,在反向传播(BP)神经网络参数预测模型的基础上引入麻雀搜索算法(SSA)、粒子群优化算法(PSO)、遗传算法(GA)优化模块,提出基于SSA优化BP神经网络的无人机发射参数寻优方法,消除BP神经网络在参数预测过程中存在的过拟合及局部最优效应,对参数预测结果求绝对误差(MAE)、平均百分百误差(MAPE)、均方根误差(RMSE),综合评估SSA-BP对发射参数预测的优越性,并通过发射弹道校核验证发射参数选取的合理性。结果表明,SSA-BP模型对发射参数的预测精度最高、鲁棒性最好,可为无人机发射分系统工程设计阶段的发射参数自主择优选取提供设计依据。 展开更多
关键词 无人机发射 麻雀搜索算法 bp神经网络 参数寻优 建模仿真
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基于PSO-BP模糊PID的变距取苗机构控制系统设计
18
作者 李润泽 王卫兵 李小军 《农机化研究》 北大核心 2025年第2期9-18,共10页
为满足番茄、辣椒等蔬菜作物的移栽需求,基于向下取苗原理设计了一种适用72穴和128穴两种主要番茄钵苗穴盘规格的变距取苗机构,通过建立数学模型获得了取苗机械手参数的目标函数,并利用粒子群和模拟退火混合算法对其结构参数进行优化。... 为满足番茄、辣椒等蔬菜作物的移栽需求,基于向下取苗原理设计了一种适用72穴和128穴两种主要番茄钵苗穴盘规格的变距取苗机构,通过建立数学模型获得了取苗机械手参数的目标函数,并利用粒子群和模拟退火混合算法对其结构参数进行优化。同时,为实现变距取苗机构的精确控制,提出了一种基于PSO-BP的模糊PID算法以提高控制精度,介绍了系统的结构与工作原理,并通过选型计算与分析建模建立了控制系统的数学模型。针对传统PID控制器稳定性差、响应速度慢等不足之处,利用PSO-BP模糊PID对控制器的参数进行在线调整,以满足控制过程中对参数的不同需求。仿真结果与试验数据的分析表明:在参数相同条件下,基于PSO-BP模糊PID控制系统系统稳定性更好、响应速度更快,具有良好的鲁棒性,提升取苗成功率的同时降低了基质损伤率,能够满足变距取苗机构高精度快速稳定控制的需求。 展开更多
关键词 变距取苗机构 PSO-bp神经网络 模糊PID算法 控制系统
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基于GA-BP神经网络岩石单轴抗压强度预测模型研究
19
作者 张奥宇 杨科 +1 位作者 池小楼 张杰 《煤》 2025年第1期6-10,17,共6页
为探究更为精确的上覆岩层砂岩和泥岩单轴抗压强度与其弹性模量之间的关联性,结合胡家河矿56组砂岩和泥岩单轴抗压强度与弹性模量历史数据,运用遗传算法优化了BP神经网络的结构参数和学习参数,得到了最佳的网络结构和参数设置,利用GA-B... 为探究更为精确的上覆岩层砂岩和泥岩单轴抗压强度与其弹性模量之间的关联性,结合胡家河矿56组砂岩和泥岩单轴抗压强度与弹性模量历史数据,运用遗传算法优化了BP神经网络的结构参数和学习参数,得到了最佳的网络结构和参数设置,利用GA-BP神经网络对煤矿砂岩与泥岩单轴抗压强度进行了预测,并与传统的BP神经网络和非线性回归分析法进行了比较。研究结果表明,GA-BP神经网络预测模型在预测砂岩和泥岩单轴抗压强度与弹性模量间关系上具有较高的精度和泛化能力,能够有效地解决传统BP神经网络的局部最优和过拟合问题,相较于非线性回归分析,拥有更强的非线性关系建模能力,是一种适用于砂岩与泥岩单轴抗压强度预测的有效方法。 展开更多
关键词 岩石力学参数 非线性回归 bp神经网络 遗传算法 预测模型
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基于PSO-BP温度补偿算法的智能压力传感器设计
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作者 张凌峰 丁晓宇 潘慕绚 《南京航空航天大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第1期160-168,共9页
压力信号是表征航空发动机工作性能的重要物理量。本文针对压力信号的高精度测量需求,提出了一种基于PSO-BP温度补偿算法的智能压力传感器设计方案。选取微电子机械系统(Micro-electro-mechanical system,MEMS)压阻式传感器作为信号感知... 压力信号是表征航空发动机工作性能的重要物理量。本文针对压力信号的高精度测量需求,提出了一种基于PSO-BP温度补偿算法的智能压力传感器设计方案。选取微电子机械系统(Micro-electro-mechanical system,MEMS)压阻式传感器作为信号感知端,通过模块化思想设计智能压力传感器的硬件和软件构架。针对压力传感器敏感元件因温度漂移造成的精度偏差问题,提出了一种基于PSO-BP神经网络的嵌入式温度补偿算法以提升测量精度。集成智能传感器软硬件功能,为验证智能传感器在全工况范围内的精度,进行多种压力、温度下的压力测量实验。结果表明,本文设计的智能压力传感器经补偿后满量程误差最大值为0.44%(量程范围为0~4 MPa),相比于传统插值法、多项式拟合法等温度补偿算法,精度提升至少20%,且算法单次仅耗时2μs,具有工程应用价值。 展开更多
关键词 航空发动机 MEMS压阻式智能压力传感器 模数转换驱动 温度补偿 PSO-bp神经网络
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