基于序列二次规划算法的双有源桥变换器优化控制策略

针对双有源桥变换器在充电领域电路损耗大、传输效率低的问题,提出一种结合序列二次规划算法与双重移相控制实现回流功率优化的控制策略。首先,建立双有源桥变换器在双重移相控制时以回流功率最小值为目标函数的二次规划问题数学模型;然后,提出一种采用序列二次规划算法求解上述多约束、非线性的数学模型,在算法中输入目标、约束函数的雅可比矩阵和变换器的相关参数,通过迭代求解出满足双有源桥电路在双重移相控制下最优工况的目标参数;最后,通过仿真验证所提控制策略的有效性。

基于遗传算法-序列二次规划的磁共振被动匀场优化方法

为了解决磁共振成像(MRI)系统中固有的主磁场(B0)不均匀的问题,提出遗传算法-序列二次规划(GASQP)算法,以提高7 T磁共振的主磁场均匀性.从被动匀场数学模型的角度出发,该混合算法利用GA算法获得稳定的初始解,实现主磁场的第1次优化,再通过SQP算法的快速求解,在较少的时间内实现主磁场的第2次优化,同时提高磁共振主磁场的均匀性.采用正则化方法减少磁场均匀所需的铁片质量,并且获得稀疏的铁片分布.在仿真建模的案例研究中,7 T磁共振裸磁场均匀度可以从462×10-6优化到4.5×10-6,并且在匀场空间上仅消耗0.8 kg的铁片.相比于传统的GA优化方法,新方案的磁场均匀性提高了96.7%,总铁片消耗质量减少了85.7%.实验结果表明,GA-SQP算法比其他优化算法具有更强的鲁棒性和竞争力.

基于序列二次规划算法的插电式混合动力汽车模型预测控制策略

为提升插电式混合动力汽车(PHEV)的车速预测精度和燃油经济性,提出基于序列二次规划(SQP)算法的模型预测控制能量管理策略。以卷积神经网络(CNN)构建的车速预测模型为基础,选取三类典型历史工况数据作为CNN车速预测模型的训练集,使用鲸鱼优化算法(WOA)优化CNN参数,通过优化的WOA-CNN模型预测未来时域内的车速;采用SQP算法对模型预测控制策略进行求解,且与基于规则的电量消耗和电量保持(CD-CS)策略和基于全局优化的动态规划(DP)策略的控制结果进行对比分析,验证所提策略的有效性。结果表明:通过WOA-CNN模型可提高车速预测精度,为4.88%~8.39%;与DP控制策略相比,本文提出策略的燃油消耗量高出1.98%,但计算时间减少了74.32%,能量管理的实时性得到大幅提升;与CDCS控制策略相比,提出策略的节油率为20.37%。综合考虑,本文提出策略的整车能量消耗和计算成本较优,可合理实现对PHEV转矩分配的智能控制。

求解机组组合问题的改进混合整数二次规划算法

混合整数二次规划(MIQP)算法求解机组组合问题具有全局优化能力,但是针对大规模优化问题,其计算速度和计算精度将受影响。文中提出了求解机组组合问题的改进MIQP算法。该算法的核心思想是引入了松弛和解耦2种改进策略。通过求解松弛整数变量的二次规划模型,首先获得机组组合的下界空间,然后再通过拉格朗日解耦算法获得机组组合的上界空间,进而在上下界确定的寻优空间内采用MIQP算法进行再优化。不同测试算例表明,改进的MIQP算法快速且有效,可以降低优化问题的复杂度,显著减少计算时间。

高水电比重系统电力电量平衡混合整数二次规划模型及算法研究

清洁能源战略的提出凸显了高水电比重系统电力电量平衡以及调度优化方案研究的重要性。该文基于水文特征和水电站发电特性拟合出水电转换曲线的分段线性函数;并通过引入0-1辅助变量,计及水与电的相互关联作用、水与电各自在地域上与时间上的耦合关系、水电与火电的协调调峰能力以及水电机组的振荡区间等约束,提出互斥技术和权值技术构建含六类0-1变量的混合整数二次规划(mixed integer quadratic programming,MIQP)模型。最后提出动态启发式算法(dynamic heuristic algorithm,DHA)和有效集割平面算法(active set cutting plane method,ASCPM),借助混合整数规划求解器对某测试系统进行验证,结果表明,所提模型及算法能够有效地处理高水电比重系统电力电量平衡问题并获得机组调度优化方案。

序列二次规划方法在斜拉桥索力调整中的应用研究

斜拉桥施工至成桥阶段时,由于各种因素影响,结构实际线形和内力与理论成桥状态相比,存在一定的误差,通常需要进行索力调整。该文针对斜拉桥在调索阶段的索力调整量计算问题,提出采用一种基于影响矩阵和序列二次规划求解索力调整量的方法。以某大跨度混合梁斜拉桥为背景,首先计算各索力单位变化下结构的线形和内力响应值,得到索力影响矩阵,然后选取合适的目标函数及约束条件,构建索力调整量计算模型,最后引入序列二次规划法求解索力调整量,得到索力调整后的结构内力与线形状态。计算结果表明:该方法计算简便,索力调整后的结构线形与内力均能满足施工控制要求。

基于二次优化的救援机器人路径规划

针对当前应急救援过程中救援机器人路径规划效率低的问题,采用改进的遗传算法和二次优化方法实现救援路径的优化。对传统遗传算法进行改进,在初始化过程中采用一种启发式可行点插入方法建立初始种群,在适应度函数中加入路径平滑评价函数,在保留策略中采取“抓大放小”的方法,使算法的全局收敛能力和收敛速度都有了较大的提高。在初始路线的基础上,由起点到终点采用逐段寻优的方法进行路径二次优化,进一步缩短规划路径的长度并减少拐点数量。仿真结果表明,该方法较次优方法,路径长度分别缩短2.61%、2.21%、3.52%、1.22‰,平均收敛次数、搜索时间均有效优化,可有效地弥补传统遗传算法的缺陷,提高救援机器人的救援能力。

考虑网络损耗的节能发电调度模型及其混合整数二次规划算法

首先,提出一种非凸的节能发电调度模型,该模型考虑了火电机组的发电阀点效应、直流潮流、线路的安全传输容量约束和网络损耗;然后,运用线性近似和混合整数编码技术处理非光滑的目标函数和网络损耗,并将直流潮流和线路的安全传输容量约束表示为线性约束,从而将非凸的节能发电调度模型转化为混合整数二次规划模型;最后,通过IEEE-30节点系统、IEEE-118节点系统和波兰2746节点系统测试所提模型和方法,并与直流最优潮流模型和交流最优潮流模型的仿真结果进行比较。对比结果验证了所提模型和方法在节能发电调度中的有效性。

基于简约空间序列二次规划算法和混合求导方法的精馏塔操作优化

以开放式方程建立精馏塔严格机理模型,对精馏塔的操作优化进行了研究·根据精馏塔操作优化命题自由度低、模型结构稀疏且导数难以解析求解的特点,提出了基于简约空间序列二次规划算法(SQP)和混合求导方法相结合的精馏塔操作优化计算方法·在该方法中优化命题采用简约空间SQP算法求解,求解过程中需要的导数信息采用解析表达和预处理的自动微分技术求取·计算结果表明,本文方法在计算效率上大大高于基于差分求导的标准SQP算法,有利于在线实时优化的实施·另外本文优化结果也表明,精馏塔操作优化对提高产品产量、提高综合经济效益具有明显作用.

解复杂二次整数规划问题的新型分枝定界算法

针对二次整数规划问题的特征,本文对传统分枝定界算法做了一系列的改进,其包括用HNF算法寻求初始整数可行解、对变量进行某种先验排序以确定分枝变量的选取次序、及针对变量的特性米选取分枝方向等,给出了可用于求解中大规模复杂二次整数规划问题的改进型分枝定界算法。数值试验结果表明所给算法大大改进了传统的分枝定界算法,并有广泛的适用性。

基于遗传算法和逐步二次规划法的混合频域H_∞建模

研究了基于遗传算法和逐步二次规划法的混合频域H∞ 建模方法 .混合建模方法既有较好的全局优化能力 ,也有较好的局部优化能力 ,使得辨识结果更稳定。

混合整数二次规划问题的全局最优性条件(英文)

本文给出了混合整数二次规划问题的全局最优性条件,包括全局最优充分性条件和全局最优必要性条件.我们还给出了一个数值实例用以说明如何利用本文所给出的全局最优性条件来判定一个给定点是否是全局最优解.

基于序列二次规划算法的超小尺寸微纳波长分束器的逆向设计

微纳波长分束器是光子芯片中一种重要的分光器件.本文运用序列二次规划智能算法,设计了尺寸为1.5μm×1.5μm的多个超小波长分束器,其中Y型双通道分束器可同时实现TE/TM模式的双波长分束,TE模1140和1200 nm两波长的传输效率分别为80%和81%,消光比分别为18.1和16.3 dB,TM模传输效率分别为70%和67%,消光比为18.3和15.9 dB;T型分束器实现了光束的180°相向分离,待分波长1100和1170 nm的传输效率均达到了88%,消光比分别为16.6和15.0 dB,是目前尺寸最小的片上波分器;十字型三通道分束器实现了波长间隔为50 nm的分束,待分波长1100,1150和1200 nm传输效率分别为73%,66%和70%,消光比分别为17.2,13.8和13.8 dB;非对称三通道分束器分束波长间隔仅为20 nm,待分波长1200,1220和1240 nm的传输效率分别为61%,56%和57%,消光比分别为10.8,7.9和8.9 dB.本方法的设计周期短、设计效率高,且所设计的结构简单、易加工,本方法适用于多种片上集成元器件的设计,为微纳片上集成光子器件的设计提供了一种新思路.

非线性混合整数规划的简化二阶震荡粒子群混合算法

为了求解整数约束和混合整数约束优化问题,提出了简化二阶震荡粒子群优化算法.在二阶震荡粒子群算法的基础上,对更新过程进行简化,使得迭代方程由原来的二阶降成一阶,粒子的搜索过程更为简单高效,便于搜索和寻优;引入了平均个体最优位置,使得所有粒子的有效信息被充分利用;对不满足约束条件的粒子重新生成,从而加快算法的收敛速度;为了防止算法的早熟收敛现象,提出了"优胜劣汰"的更新机制.最后,为了验证算法求解整数和混合整数优化问题的可行性和有效性,将简化二阶震荡粒子群混合算法对16个测试函数进行了测试并与其他三种算法比较.实验结果表明,本文算法在精确度和成功率方面有明显的提高.

大规模非凸不可分优化问题的分裂序列二次规划算法

该文研究了目标函数和约束函数带不可分结构的大规模非凸优化问题,提出了一个新的分裂序列二次规划算法.首先,借助分裂算法思想将传统二次规划(QP)子问题的增广拉格朗日问题分解为两个小规模QP子问题,通过求解小规模QP子问题产生改进的搜索方向.其次,以增广拉格朗日函数作效益函数,通过Armijo线搜索产生下一个迭代点.在较为温和的条件下,获得新算法的全局收敛性.最后,对该算法进行了数值实验,验证了算法的有效性。

经济调度问题的混合蚁群算法及序列二次规划法解

为了获得整体近似最优解,提出采用蚁群算法,搜索发电机可运行状态的最优组合,并对蚁群算法的数学模型进行分析,以参数的形式给出具有普遍意义的收敛性定理。在此求解过程中,以每只人工蚂蚁来表示符合限制条件的某个可运转状态的发电机组合并以序列二次规划法来求解传统的经济调度问题。以三部机组的数值模拟,验证该方法正确有效。

不定整数二次规划的一个新的分支定界算法

本文通过正交变换及凹函数的线性下方估计得到不定整数二次规划的可分离形式的连续凸松弛问题,然后利用Lagrangian对偶技术导出该凸松弛问题最优值的Lagrangian对偶下界,再结合超矩形整数对分,建立了一个求解不定整数二次规划新的分支定界算法。最后给出了数值试验对结果进行了比较。

一类带有混合约束的二次半定规划及其投影收缩算法

研究带有线性等式及线性不等式约束的二次半定规划问题.讨论对偶理论、最优性条件及其等价的单调变分不等式,给出相应的投影收缩算法.经收敛性分析,可得该算法是全局收敛的.

混合整数二次规划的全局充分性最优条件

利用一些学者提出的一种研究全局最优化问题的全局最优性条件的新方法,讨论了一些带有二次约束的非凸二次规划问题的全局最优性条件。本文主要通过利用拉格朗日函数F(λ,u)=1/2xTH_(λ,u)x+b_(T,u)λx+sum from i=i∈I(λici)+sum from j=j∈Jμjcj,正则锥(NL,D(x0)={l∈L:l(y)-l(x0)≤0,y∈D})和L-次微分相结合的方法,给出了带不等式约束的混合整数二次规划最小问题的全局极小点的全局最优性充分条件,而且推广了现有文献中的一些结论。同时通过一些实值例子说明了本文给出的最优性充分条件的可行性和有效性。

整数二次规划问题的一种新型分支定界算法

针对整数二次规划问题,通过对传统的分支定界算法进行改进,提出了一种可用于求解整数二次规划问题的有效而快捷的新型分支定界算法,该算法使用了一种新的线性松弛定下界方法,同时使用了一种超矩形缩减技术来提高算法逼近程度和加快收敛速度.数值实验结果表明,该算法是可行和有效的,并且改进了已有相关的分支定界算法,对于中大规模的问题效果尤为明显.