基于大数据的智能专家系统在助磨剂控制中的应用

目前水泥助磨剂的添加是手动调节配比,无法及时根据水泥成品质量数据实时调整。本文提出采用智能专家系统来控制水泥磨助磨剂的添加,该系统采用了模型预测控制方法,通过数据驱动技术挖掘助磨剂与过程变量的内在关系,运用软测量和多目标优化方法建立模型控制关系,实现水泥助磨剂添加量的自动控制,并在不同水泥品种的情况下完成对控制器目标值的自动决策和优化,最终给出合理的助磨剂目标添加量。

基于链路质量的WSN代价均衡路由选择算法

该文针对无线传感器网络中不可靠链路通信耗能过大的问题,基于链路质量进行路由代价函数构建,并为各条路径分配适当的选择概率,采用最小跳数转发策略设计了代价均衡的路由选择算法CBLQ;为了进一步降低和均衡路由代价,分析同跳节点的备选转发条件,又扩展形成了新的路由选择算法CBLQ-E。仿真实验结果证明,两种算法均使网络的能量利用率得到有效提高,同时还降低了网络的数据传输时延。

基于拥塞预知的WSN多径寻优路由协议

针对无线传感器网络中常出现传输拥塞的问题,该文提出了一种基于拥塞预知的多径寻优路由协议(MOPC)。该协议基于主动避免拥塞的设计思想,依据节点的拥塞预知度、剩余能量和最小跳数建立路径满意度模型,实现了最优路径的选取;通过设定最优路径上节点的转发满意度变化率阈值,实现局部路由的动态维护。仿真结果表明,该协议具有良好的实时性和可靠性,并能显著提高能量利用率,延长网络生命期。

基于路径损耗的无线传感器网络分布式拓扑控制算法

对无线传感器网络中目前最常用的3种链路度量标准进行分析和比较得出,在满足一定收包率要求时,节点的接收信号强度存在一个最小阈值.考虑接收信号强度作为拓扑构建条件时需节点具备相同发射功率的不足,提出将路径损耗大小作为拓扑构建的条件,设计了一种分布式拓扑控制算法——PLBD.该算法在保证收包率的同时,还使各节点之间的通信保留最小损耗链路.仿真结果表明,PLBD 算法构建的拓扑不仅能够保证网络连通性,还具有通信时延低,健壮性好,能量消耗相对均衡的特点.

无线传感器网络中支持并行传输的信道与功率联合优化博弈算法

针对无线传感器网络中干扰日益增大引起网络容量下降、能耗增加的问题,该文建立了信道分配与功率控制联合优化博弈模型。在该模型中链路将既能保持自身成功传输又不影响其它链路传输的信道作为可选信道,以实现链路的并行传输。继而基于该模型设计了一种支持并行传输的信道分配与功率控制联合优化博弈算法(JCPGC)。该算法利用最佳响应策略对模型求解,并通过超模博弈等理论证明了JCPGC能够收敛到纳什均衡。此外,该算法充分考虑信道分配和功率控制之间独立又相互影响的关系提高了网络容量。仿真实验结果表明,JCPGC具有大容量、低干扰和低能耗的特性。

双目立体视觉测量模型与同名点匹配研究

根据几何成像原理建立起双CCD立体视觉系统的数学模型,但是立体视觉测量中同名点的准确匹配始终是一个难题。利用基于区域匹配的方法,在使两CCD关于XZ平面绝对对称,即同名点在OXYZ坐标系下x值相同的前提下,提出了一种将二维面上平移范本转变为在一维线段上平移范本进行同名点识别的方法,解决了区域匹配方法计算量大的问题,提高了同名点匹配的速度和精度。

一种无线传感器网络的簇数目优化方法

针对LEACH算法中无线传感器网络分簇数目的确定问题,提出了一种节点服从泊松分布的情况下最优簇数目的计算方法。该方法利用节点的通信能耗模型,从能耗最小的角度给出了网络的最优簇数目,并证明最优簇数目与监测区域面积、节点数目和泊松分布强度有关,而不是LEACH算法中的固定值,从而为优化网络簇头数提供了一定的依据。仿真表明,在该方法上设计的LEACH算法减少了网络的总能量消耗,有效延长了网络生命周期。

无线传感器网络基于容量和传输能耗的功率与信道联合博弈算法

针对无线传感器网络(WSNs)日益增大的干扰导致网络容量下降的问题,同时考虑到网络能量有限性,该文综合网络容量和链路传输能耗,构建了高容量低传输能耗的功率控制与信道分配联合博弈模型,并通过理论分析证明该模型存在最优功率和最优信道。继而采用最佳响应策略,在该博弈模型基础上提出了一种功率控制与信道分配联合优化算法(PCOA),理论证明其能收敛到纳什均衡状态,且具有较小的信息复杂度。最后,仿真结果表明,PCOA算法能够达到降低网络干扰和链路能耗,增大网络容量的目的。

负载均衡的无线传感器网络拓扑控制算法

针对无线传感器网络节点能耗分布不均匀的问题,提出一种负载均衡的拓扑控制算法,该算法将节点看作数据转发节点,把节点间距离和节点剩余能量作为拓扑构建的依据,对剩余能量较少的节点赋予一定的节点度约束,从而均衡网络负载,解决网络中部分节点因负载过重而导致的能耗过大问题,有效延长网络生命期。

基于负载均衡评价模型的无线传感器网络拓扑控制算法

无线传感器网络的节点负载不均衡问题,易造成低能量节点过早死亡,引起网络分区甚至网络崩溃,从而降低了网络的实用性。因此,本文针对节点剩余能量和发射功率与负载之间的影响关系,建立了基于负载均衡的节点评价模型,并以节点评价模型作为拓扑的构建条件,考虑到集中式算法易引起较大的信息复杂度问题,提出了基于负载均衡评价模型的无线传感器网络分布式拓扑控制算法,并采用李雅普诺夫第二法证明了节点评价模型具有稳定解,仿真结果表明该算法能够均衡节点的负载和能耗,提高网络实用性。

WSN中基于双群体差分进化的资源分配优化算法

针对多射频多信道(MRMC,multi-radio multi-channel)无线传感器网络中的链路冲突和链路干扰过大而导致的网络能耗过大、容量受限、资源分配不均衡的问题,提出一种基于双群体差分进化的联合资源分配优化算法(RADEA)。RADEA综合考虑了信道分配、功率控制和时隙分配之间相互影响的关系,以链路的冲突和干扰为约束条件,以减小网络能耗、最大化网络容量、提高资源分配的均衡性为目标函数,构建了系统的资源分配多目标优化模型。考虑到解决多目标优化问题的复杂性,采用双群体差分进化算法对模型进行迭代求解。仿真实验表明,该算法能够有效地避免链路冲突,同时能有效地降低网络干扰,提高网络容量和资源分配均衡性。

基于数字孪生的堆场数智化系统

针对预均化堆场智能化改造存在的操作和运维问题,本文介绍了基于数字孪生技术的堆场数智化系统的设计与实现。通过采用激光雷达三维扫描技术、点云处理技术和自动化堆取料模型,该系统构建了一个包括物理实体层、孪生模型层、数据层和功能应用层的多层系统架构。该系统成功实现了堆场的无人值守、智能化巡检、设备在线检测、故障预警以及全自动取料,显著提高了操作效率和安全性,降低了运维成本。本研究不仅为堆场数智化提供了有效的解决方案,同时也为其他领域数字孪生技术的应用提供了参考和启示。

联合功率与信道的WSN生命期优化博弈算法

针对能量与计算能力受限的无线传感器网络因干扰引发能耗增加、网络生命期降低的问题,提出了联合功率控制与信道分配的生命期优化博弈算法——LOAPC。LOAPC探索节点功率与剩余能量对节点干扰的影响,构建干扰影响度量模型,并引入期望传输次数,建立新颖的节点生命期模型。最后,LOAPC以降低干扰与延长生命期为优化目标,以既保证网络连通又降低能耗功率作为可选功率集合,达到延长网络生命期的效果。仿真结果表明,所提算法具有低干扰、低能耗并有效延长生命期的特性。

基于能效优化的WSNs多径流量分配路由算法

该文针对传感器节点能量受限的特点建立能效优化模型,该模型兼顾网络传输能耗和能耗均衡特性,以最大化网络节点总剩余能量和最小化剩余能量的方差为目标,通过合理分配多条路径的流量来优化网络能效。利用权衡评价函数实现了模型的求解,进而提出一种多径流量分配路由(MFAR)算法。仿真实验表明,该算法能够合理配置各路径流量,显著提高网络能量效率,达到在降低网络能耗的同时保证能耗分布均衡的目标。

无线传感器网络中能耗平衡的混合路由模型研究

针对无线传感器网络中能耗不均衡问题提出了一种单跳和多跳相结合的路由模型,该模型将簇内平均能量作为路由调整阈值,根据节点剩余能量对网络路由进行周期性调整,使节点路由在单跳、多跳模式间转换;通过对该路由模型能耗规律的理论分析和仿真实验,说明该模型有效地平衡了网络能耗,弥补了只采用单跳路由或多跳路由时网络能耗不平衡之不足,延长了网络生命周期。

基于生命期模型的无线传感器网络信道分配博弈算法

针对无线传感器网络中节点因干扰过大导致重传能耗增加,进而节点过早失效、网络生命期缩短的问题,根据网络拓扑信息和路由信息设计节点的负载模型,从而构建了节点的生命期模型.然后利用博弈论将路径增益、交叉干扰和节点生命期等性能参数融入到效益函数中,构建信道分配博弈模型.理论分析证明该博弈模型存在纳什均衡.进而运用最佳回应策略,在所构建的信道分配博弈模型的基础上,设计了一种优化网络生命期的抗干扰信道分配算法.该算法使节点在选择信道时避免与网络中交叉干扰较大的节点和生命期较小的节点使用相同信道,实现干扰小、能耗低且均衡的信道选择.理论分析与仿真结果证明该算法最终能够快速地收敛到纳什均衡,且具有较小的信息复杂度,从而减小算法本身的通信能耗.同时,该算法具有良好的抗干扰性和信道均衡性,能够有效地延长网络生命期.

一种能耗鲁棒性权衡的3D-WSN拓扑控制算法

该文针对3维无线传感器网络(3D-WSN)需兼顾能耗与鲁棒性的问题,建立了能耗鲁棒性权衡模型,利用Lyapunov稳定性理论证明了稳定平衡解的存在。进而提出了一种基于该模型的拓扑控制算法(TCA-TM),获得了3维无线传感器网络的优化拓扑。实验结果表明,该拓扑结构不仅能够满足网络鲁棒性要求,还能有效地均衡网络能耗,延长网络生命期。

无线传感器网络中基于概率触发的负载均衡拓扑控制算法

多跳无线传感器网络中,部分节点由于担当数据转发任务,能量消耗较快,缩短了网络的生命期。充分考虑节点承担数据转发任务时负载过大的特点,用剩余能量和发射功率构建综合权值来决定节点担当数据转发任务的可能性,并通过设计的拓扑维护概率周期性的对网络拓扑进行局部调整,形成了基于概率触发的负载均衡拓扑控制算法,有效地解决了节点由于担当转发任务而造成能量过早耗尽的问题在一定程度上均衡了节点负载,延长了网络生命期。

基于剖开算子法的水泥篦冷机熟料换热模型研究

本文根据多孔介质渗流换热理论建立了高温水泥熟料的物理换热模型和数学换热模型,并针对高温水泥熟料数学换热模型的特点,提出采用剖开算子法对其进行求解。并通过仿真实验验证了该换热模型的正确性,给出了换热过程中熟料和气体的温度变化规律,仿真实验结果显示该数学换热模型能比较准确的反映实际情况,在此基础上分析了篦下风速对熟料冷却效果的影响,为篦冷机优化配风设计提供了理论指导。

基于IPSO-HP-ELM水泥磨单位电耗预测

水泥磨是水泥生产中主要的耗电设备,水泥磨单位电耗的精准预测对水泥厂节能降耗至关重要,因此提出一种基于改进粒子群优化算法的高性能极限学习机(IPSO-HPELM)的水泥磨单位电耗预测方法。首先,针对水泥磨大时延、强耦合特性,通过互信息确定影响单位电耗的关键因素;其次,建立蕴含时序特征的输入层,解决水泥磨中的时变时延问题;最后,采用改进粒子群优化(IPSO)算法对高性能极限学习机(HP-ELM)模型参数进行优化,建立基于IPSO-HP-ELM的水泥磨单位电耗预测模型,并验证了预测模型的有效性。实验结果表明,所提基于IPSO-HP-ELM的水泥磨单位电耗预测模型能够有效提高水泥磨单位电耗的预测精度。