考虑突发事件的三峡闸室编排多阶段动态优化调度

文中以平均船闸闸室浪费率、船舶平均待闸时间和鲁棒性最小为目标函数,建立了突发事件下的三峡闸室编排多阶段动态优化调度模型和算法.结果表明:本研究提升了对突发事件的智能响应,减少了人工干预,提高了船舶过闸效率.

基于模型预测控制的电-气互联系统动态优化调度研究

在当前电气、天然气与人们生活密不可分的背景下,电—气互联综合能源系统(IPGES)的调度运行研究具有极其重要的价值和意义。目前电—气互联系统的运行策略大多基于日前概况设计,而负荷预测误差往往导致次优日前调度运行。针对这种情况,模型预测控制因为其实时性和鲁棒性的优点,在处理不确定性问题方面表现出卓越效果。本研究在长时间尺度上对日前调度进行了优化,并基于模型预测控制方法进行了实时在线优化调度。在日内调度中,采用卡尔曼滤波对负荷进行短期预测,并根据最新预测信息建立滚动优化和实时反馈校正模型以进行多时间尺度的调度。最后通过案例分析验证了该方法在动态优化调度电力系统和天然气系统组成的电—气互联系统中具有更好经济性和供需匹配性,并能有效应对负荷波动。

智能仓货架返回位置分配动态优化策略研究

智能仓被广泛用于高频拣选场景,其效率受制于货架摆放位置。由于季节性需求变化、营销策略、促销活动等导致的订单波动,驱使货架摆放位置按需动态调整。本文利用智能仓特点,以移动机器人完成任务时间最短为目标,在任务周期中建立动态调度模型。构建由三种位置分配策略形成的策略空间,将货架热度、货架间关联度和货架现存位置综合形成状态值,设计加权双Q学习算法,得到适应订单状态波动的货架位置分配动态优化策略。仿真实验表明:与返回原位置相比,动态策略在大订单波动环境下的效率提升约31.36%,能够在感知订单波动后及时调整策略,提高智能仓拣选效率。

基于同步动态优化的移动机器人最优速度规划

针对移动机器人在实际运动中受到运动极限的制约及非完整约束的影响,导致难以兼顾运动效率与执行器跟踪性能的问题,提出基于同步动态优化的速度规划方法.建立基于最优控制的速度规划方案,综合考虑机器人的车轮物理约束及车体规则约束.提取约束生成器中的1、2阶约束,根据可达性分析,通过线性规划过程,递推得到参考轨迹,为数值优化提供初始猜测.考虑约束生成器中的3阶约束,采用约束松弛方法,通过基于内点法的同步迭代优化,得到最优配速方案.通过数值及仿真实验验证了以上算法,实验结果表明,移动机器人在运动效率上可以达到车轮物理极限或车体规则极限,在执行器跟踪性能上可以将路径位置误差减小20%以上,保证了运动过程平稳光滑.

防波板连杆机构启闭过程动态优化设计

随着潜航器功能的复杂化,其内部可用空间高度紧张,可携带的能源受到极大的限制。为减少潜航器防波板启闭机构能源消耗及空间尺寸,针对防波板启闭机构开展了受力状态分析,基于Fluent仿真分析了防波板开启过程中所受的水动力,得到防波板水动力-开度函数,由此搭建了防波板启闭机构ADAMS动力学模型,基于控制变量法分析了不同结构参数条件下,防波板启闭全过程所需驱动力矩的变化规律,得出了使得防波板启闭全过程驱动力矩较小的结构参数。结果表明:采用优化结构参数后,其最大驱动力矩减小为8.812 kN·m,较现有结构最大驱动力矩(17.934 kN·m)减少了50.86%,优化效果较为显著。工作综合考虑了防波板启闭全过程中的动态受力情况,并优化得出了防波板启闭全过程驱动力矩均较小的结构参数,该方法对同类结构的全过程动态设计有借鉴意义。

考虑减排对能源需求潜在影响的沿海城市碳减排路径动态优化

制定合理的沿海城市碳减排规划是实现全球碳目标的关键环节.碳减排将改变城市气候并影响能源需求,这两者都会影响碳减排路径的优化结果.现有扩容规划模型考虑了直接减排贡献并能解决大部分能源系统长期碳减排路径规划问题,但新型电力系统的建设也会通过改变热岛强度等微气候因素间接影响碳排放.考虑碳排放和热排放变化对空调等负荷需求的潜在影响机理,结合扩容规划与碳排放峰值预测,给出沿海城市碳减排路径动态优化方法.以上海浦东地区作为算例,证实所提方法能有效降低碳减排估计成本,并根据仿真结果对沿海城市碳减排提出建议.

混合策略的沙猫算法求解化工动态优化问题

化工动态优化问题的求解是实现化工过程自动控制的基础,对环保与经济效益方面均有理论和实际意义。提出一种ISCSO(混合策略的沙猫优化算法)来达到反应器高效优化的目的。首先,针对SCSO(沙猫算法)种群初始化缺乏多样性、容易聚集的问题,引入Circle混沌映射初始化种群,提高多样性。其次,针对沙猫算法在迭代后期收敛速度较慢、容易陷入局部最优的问题,引入随机游走策略。同时,采用柯西变异策略扰动全局最优解,生成新解,避免陷入局部最优,增强局部搜索能力。最后将其应用于3个具有挑战性的化学动态优化工程问题上,并与其他方法进行对比分析。结果表明,改进后的算法具有更强的寻优和求解能力,证明了其有效性和优越性。

考虑TCPS考核约束的AGC机组动态优化模型

近年来电网开始采用控制性能标准变式(transformational control performance standard,TCPS)考核各区域的自动发电控制(automatic generation control,AGC)水平,然而现有研究仅考虑了控制性能标准(control performance standard,CPS)的考核。鉴于此,提出了一种考虑TCPS的AGC机组动态优化模型,该模型以二次调频综合调整费用最小为目标,以系统功率平衡和TCPS考核为约束。针对新模型中TCPS考核约束的分段函数进行线性化,实现了模型的高效求解。基于修改的IEEE算例、工程中的AGC滞后控制策略和CPS标准,仿真验证了模型的有效性。

基于参数化多体动力学模型的内齿式回转支承动态优化设计

内齿式回转支承兼有滚动轴承的回转支承特点和齿轮啮合传动特点,在联合载荷作用下其动态性能的影响因素众多,容易出现轮齿磨损或断齿、套圈滚道磨损和运行精度变差等问题。综合考虑钢球与内外套圈滚道、保持架兜孔的动态接触作用及内齿圈轮齿间的啮合传动作用,建立了内齿式回转支承参数化多体接触动力学模型。分析了沟道曲率半径、保持架兜孔孔径、初始接触角和轮齿变位系数等关键设计参数对回转支承齿轮啮合力、1号钢球与N1滚道的接触力、内齿圈质心轴向和径向振动位移的影响规律。在此基础上,采用试验设计(design of experiment,DOE)方法,对内齿式回转支承的关键设计参数进行全因子试验设计及计算,获得了多参数影响下回转支承的动态性能。结合线性加权法,运用统一量纲法和权系数法构造新的多目标优化函数,提出了回转支承动态性能的多变量多目标优化设计方法,得到回转支承的轮齿啮合力下降了49.27%,1号钢球与N1滚道的接触力下降了29.6%,内齿圈质心轴向振动位移减小了5.41%,内齿圈质心径向位移减小了15.88%,回转支承的性能得到了优化。研究结果为回转支承的动态设计提供了参考。

基于惯量刚度协同补偿的配电系统电压矢量动态优化

配电系统是用户供电的“最后一公里”,决定了用户的供电质量,影响用户设备的高质量运行。为探索负荷扰动下配电系统电压幅值和相位动态(即电压矢量动态)问题,从逆变器惯量及刚度的内涵出发,提出了基于逆变器惯量刚度协同补偿的电压优化方法,分析了该方法优化电压矢量的作用机理,并与目前常用的补偿装置对比。在MATLAB/Simulink平台上搭建典型的配电系统场景,仿真对比惯量刚度补偿器和静止无功发生器对电压矢量的改善效果,分析不同扰动下的电压动态变化和异步电动机的运行情况。结果表明:基于惯量刚度的协同补偿方法对电压幅值及相位的突变均有显著的抑制效果,在静止无功发生器加剧相位跳变的情况下,该方法能减少接近60%的跳变幅度,同时能够有效提升扰动下异步电动机的运行性能。这证明了所提优化方法的有效性。

基于遗传算法的电网无功补偿动态优化系统

电力能源需求的增加,对电网节点电压稳定性提出了更高的要求。若电网出现故障,其节点电压会产生波动,影响电网运行的可靠性。为提高电压稳定性,设计了基于遗传算法的电网无功补偿动态优化系统。分析电网节点暂态电压波动特征,结合节点电压对无功功率的灵敏度分析,计算节点电气距离,划分电网区域。构建电网无功补偿动态优化模型,引入遗传算法对其进行求解,获得最佳的电网无功补偿动态优化方案,实现电网无功补偿的动态优化。实验结果表明,应用设计系统节点暂态电压无功补偿效果较好,电压稳定提升能力优化目标函数最大值为9.77,经济成本优化目标函数最小值为36.25万元,充分证实设计系统应用性能更佳。

电网自动发电控制系统频率偏差系数动态优化研究

结合某电网高比例水电、大规模外送的显著特征和AGC系统特性,通过建立电网等效ASF模型,研究频率偏差系数变化对电网AGC性能的影响,分析影响电网频率偏差系数的关联因素,制定AGC系统频率偏差系数优化仿真实施方案,基于大量仿真结果制定频率偏差系数的整定方法。该方法兼顾功率缺额和时间尺度两个方面,可有效提升电网二次调频的能力,系统频率稳定性有效增强,对电网开展频率偏差系数动态优化具有一定的借鉴作用。

基于BIM技术和遗传算法的深基坑施工时间成本动态优化

在某综合交通枢纽工程的深基坑工程中,为了综合考虑资金时间价值和项目施工时间的奖惩,建立了施工时间成本动态优化模型。利用BIM技术,从定性和定量两个方面分析施工方案的可行性,准确、快速地获得了工程参数和信息。并结合遗传算法,利用MATLAB软件计算得到施工时间成本动态优化结果,并对静态和动态优化结果进行比较。结果表明,动态优化后项目总成本相对于原施工方案降低1.68%,施工工期减少8.47%;相对于静态优化方案而言,动态优化方案的总成本不仅能降低8.95万元,施工工期还可延长2d,大大降低了该项目施工时间成本,具有良好的经济性与可行性。

机械结构动态优化的创新方法与实际应用研究

本研究提出一种基于深度学习的机械结构动态优化方法,利用实时数据分析与自适应控制算法进行性能调优。该方法能即时监控并调整机械结构的多项参数,从而实现其性能的实时优化。通过一系列实验,证明了该方法能有效提高机械结构的耐用性和运行效率。这一创新方法有望为高效、可靠的工业生产提供有力支持。

基于BIM三维模型和动态优化管理的高速公路施工建设进度控制研究

文章针对传统进度管理方法在动态环境适应性和信息实时更新上的局限性,提出了BIM三维模型技术和动态优化管理方法,并通过运用Revit2017及Navisworks Manage软件,构建了BIM三维动态模型。结果表明,该方法能够有效推动BIM技术在高速公路建设行业的实践应用,不仅提能高进度控制的精度和效率,而且能增强施工管理的适应性和灵活性,对于促进高速公路建设项目的进度管理现代化具有现实意义。

新能源汽车能量管理系统的动态优化研究

新能源汽车的能量管理系统是核心技术之一。静态管理无法有效提高新能源汽车的输出效率,尤其在超速、越障等特殊工况下,能耗会出现大幅变化。本文提出了动态管理并构建了能量优化模型。对不同类型的新能源汽车进行分类,按照分类进行能耗分析,简化能耗数据的分析过程,并动态分析了新能源汽车不同位置的能耗,构建了新能源汽车的能耗集合并对其进行动态优化。结果表明,动态管理可优化能耗、输出平稳,其稳定性及优化时间均优于静态管理。

煤矿皮带机视频AI技术在煤流控制中的动态优化策略研究

随着煤矿生产自动化程度的不断提高,有效监控煤流运输过程成为提高煤炭生产效率和安全管理的关键。皮带输送系统作为煤炭运输的核心设备,其动态优化控制直接关系到煤矿生产效率。本研究面向煤矿皮带机视频监控系统,提出一种基于人工智能技术的煤流控制策略。通过深度学习算法训练,建立煤流图像识别模型,实现煤流状态的实时监测和准确识别。进一步,研究采用长短期记忆网络(LSTM)与卷积神经网络(CNN)的融合方法,分析皮带机运输过程中的煤流特征,设计动态优化模型,根据煤流运输状态调整皮带机的运行参数,以实现对异常煤流的预警和实时响应。通过对多个煤矿现场数据集进行实验验证表明,所提出的模型能够准确识别煤资料层厚度、煤流密度等关键参数,优化策略能有效提升煤流动态调控的反应速度和准确性,从而确保煤流的连续稳定和节能减排。对比分析传统监控方法和人工监控情况,所提策略在煤流识别准确率和反应时长上均有显著优势。实验结果还显示该方法能有效降低异常煤流导致的能耗和安全风险,为煤炭行业提供有力的技术支持。

基于改进贪心算法的主动配煤掺烧动态优化方法

传统的配煤掺烧优化方法缺乏动态调整能力,导致锅炉在实际燃烧过程中的效果不佳,因此,提出一种基于改进贪心算法的主动配煤掺烧动态优化方法,该方法旨在预测燃烧效率与排放环保性。为实现锅炉热损失与烟尘排放量的最小化,构建一个多目标的主动配煤掺烧动态优化模型,通过运用改进后的贪心算法来求解这个模型,从而得到最佳的优化方案。试验结果表明,经过设计方法优化后,锅炉的烟尘排放量较优化前降低了69.82%,表明该方法能够有效找到最佳的配煤掺烧比,从而显著提高锅炉的燃烧效率和环保性能。

基于多能源需求响应的综合能源系统动态优化控制研究

需求响应(Demand Response,DR)是需求侧参与电网灵活互动的重要途径,其在能源互联网中衍生为综合需求响应(Integrated Demand Response,IDR),利用冷、热、电、气等不同形式能源间的耦合互补关系,在需求侧进行多能源协同优化。文中基于综合能源系统(Integrated Energy System,IES)框架结构和IDR的基本理论,提出考虑多能源需求响应下的综合能源系统动态优化控制方法。依据电力需求和价格弹性理论,综合考虑了能源价格对电力、热力、天然气等能源消耗量的影响,构建了多元化用能价格需求响应模型;以经济和环境成本最小为目标,建立了基于DR机制的IES多目标动态运行优化模型,并采用基于超平面投影方法的改进非劣性遗传算法(HP-NSGA-Ⅱ)进行求解,以典型园区为例进行实例仿真分析,验证了多能源需求响应对促进综合能源系统优化运行的有效性。

一种用于TSTO级间分离CFD计算的网格动态优化技术

两级入轨空天运输系统具有难度较低和经济性好的优点,级间分离是该运输系统设计的一项关键技术。相比前后串联级间分离,两级入轨上下两级间存在严重的激波相互干扰,直接影响分离物体的气动力矩。为了更好地模拟分离过程中两级之间的运动激波多次反射问题,本文结合非结构混合网格分布优化技术和压力比值激波识别技术,建立了用于级间分离运动过程的并行网格动态优化技术。基于计算流体力学软件NNW-FlowStar,完成了两级入轨运输系统并联分离过程的数值模拟。结果表明,采用网格动态优化技术,可实现级间复杂激波的精细捕捉,更精准地获得了强干扰下飞行器的气动特性,显著提高了并联分离过程中运动轨迹和姿态的预测精度。