一种基于调节因子的小生境粒子群优化算法

针对混沌变异的小生境粒子群优化算法(NCPSO)进化中收敛速度慢、搜索精度低的缺点,提出一种基于调节因子的NCPSO改进算法(NCPSO-FLV)。通过引入速度调节因子,对收敛速度做出判断,改变粒子速度帮助粒子跳出局部最优值,使种群多样性得到加强,收敛速度和搜索精度得到提高。实验结果表明,与基于惯性权重的基本粒子群算法和NCPSO算法相比,NCPSO-FLV算法的精度更高,适用于生产任务分配的工业优化计算。

基于小生境粒子群算法的图像分割方法

为了得到分割图像的最佳阈值,提出了一种基于小生境粒子群算法的图像分割方法。小生境粒子群算法通过划分小生境的方法,保持了物种的多样性,克服了粒子群算法容易陷入局部解,后期收敛速度慢的缺点,提高了算法的全局寻优能力。该方法基于最大类间方差阈值分割技术,用小生境粒子群算法对适应度函数进行优化,得到最佳阈值,并用该阈值对图像进行分割。实验结果表明,与最大类间方差法,基于基本粒子群算法的最大类间方差分割法相比,所提出的方法不仅能得到理想的分割结果,而且分割速度也得到了提高。

基于混沌粒子群优化的Contourlet域红外图像自适应增强

为进一步增强红外图像的对比度、提高清晰度并抑制噪声,提出了一种基于混沌粒子群优化(PSO)的Contourlet域红外图像自适应增强方法。首先对红外图像进行Contourlet变换,调整低通图像和细节图像在原始图像中的比例,并经灰度线性拉伸增强图像对比度;然后通过非线性增益函数调整含噪带通方向子带系数;利用兼顾对比度、清晰度和信噪比3个指标的定量综合评价函数作为混沌PSO的适应度,寻找基于Contourlet的空间域增强和带通方向子带系数调整的非线性增益函数所涉及的最优参数。大量实验结果表明:与近年提出的4种图像增强方法相比,该方法能使红外图像的对比度和清晰度提高,噪声降低,整体视觉效果更佳。

基于混沌粒子群优化的倒数熵阈值选取方法

基于信息熵的方法是一类重要的阈值选取方法,但现有的最大熵方法存在无定义值问题。为此,提出了基于倒数熵的阈值选取方法。首先给出了倒数熵的定义及一维阈值选取方法,导出了基于二维直方图区域直分及区域斜分的倒数熵阈值选取算法公式;然后考虑到二维倒数熵分割运算量较大,提出利用混沌小生境粒子群算法来寻找最优阈值,避免了算法早熟,提高了搜索精度和算法效率。实验结果表明:二维倒数熵阈值选取的斜分方法在抗噪性和运算时间上优于直分方法;而与基于粒子群优化的二维最大熵方法相比,本文提出的基于混沌小生境粒子群优化的二维倒数熵斜分法在运行时间上降低了约40%,分割效果更佳。

粒子群优化支持向量机的交通量预测方法

为了准确预测交通流量,为实施交通疏导提供参考依据,提出了一种基于小生境粒子群优化高斯小波核函数支持向量机的交通流量预测方法。首先将小波思想引入核函数,使用高斯小波核函数取代了经典支持向量机的高斯核函数。同时在支持向量机的学习算法上引入了小生境粒子群优化算法,基于小生境粒子群的多样性的优势,使得支持向量机的参数得到最优解。最后进行了预测仿真,结果表明本文方法的预测精度高于传统方法。为交通流量的预测方法提供了一种参考。

灰度熵和混沌粒子群的图像多阈值选取

最大Shannon熵阈值选取方法仅仅依赖于图像灰度直方图的概率信息,而没有直接考虑类内灰度级的均匀性.为此提出了最大灰度熵的阈值选取方法.首先给出了灰度熵的定义及其单阈值选取方法,该灰度熵与现有的仅基于直方图分布的最大Shannon熵不同,直接反映了类内灰度级的均匀性;其次导出了量化图像直方图的灰度熵单阈值选取公式;最后将灰度熵单阈值选取推广到多阈值选取,提出了相应的快速递推算法,并进一步采用混沌小生境粒子群优化算法寻找最佳多阈值.实验结果表明,与最大Shannon熵单阈值选取和基于粒子群的最大Shannon熵多阈值选取方法相比,所提出方法的分割图像边缘、纹理更为准确,视觉效果明显改善.

基于NCPSO的微网群优化调度策略研究

传统的粒子群优化(PSO)算法因在微网优化中不易达到全局最优而导致微网运行成本过高,该文采用小生境混沌粒子群优化(NCPSO)算法对混合微网群的运行策略进行协同优化,以实现区域微网经济性最优、环境治理成本最低、风光等可再生能源利用率高等目的。根据所提出的调度策略,建立的优化调度模型包括动态电价下的负荷模型、经济收益模型以及成本模型等,使用NCPSO算法得到多微网在一个周期内的最佳运行状态,实现微网群系统综合能源的互动调控、空间互补。通过分析微网群的功率交互动态、可控能源的发电以及储能电池的荷电状态等,验证微网群的电力负荷响应动态电价,表明了NCPSO算法优化微网群运行的优越性、有效性。

基于CFD和NCPSO的复杂地形风电场微观选址优化

针对复杂地形条件下风电场微观选址技术难度大的问题,提出一种基于数值计算结果和高效优化方法的微观选址优化算法。将测风数据按风向等分成12个扇区,并利用平均风速和CFD对复杂地形的每个扇区进行数值模拟,得到风电场各扇区的风资源分布,提取轮毂高度处的风速和风向分布。优化中风力机的尾流影响采用Jensen尾流模型,风电场风能计算中风速按照威布尔分布处理,并考虑每个扇区风速的大小、概率密度。目标函数为整个风电场的输出功率倒数的对数,自变量为风力机在给定风电场中的位置坐标,约束条件为地形边界和风力机之间的最小距离,优化算法采用该文提出的改进小生境粒子群算法(NCPSO),优化风力机组微观选址的最优解。该文提出优化算法得到的结果与基于高度的经验布置方法(EX-TH)、基于风能密度的经验布置方法(EX-PH)以及普通粒子群算法(PSO)进行比较,证明在复杂地形条件下所提出方法的可靠性与有效性,并可应用于工程实践。

考虑成本、排污及风险的微电网运营多目标优化模型

从运营成本、污染物排放及运营风险水平3方面入手,构建智能电网下微电网运营管理多目标优化模型,考虑微电网系统各方面约束,提出采用小生境多目标粒子群优化算法进行求解,并仿真验证模型有效性。结果表明:提出的微电网运营管理多目标优化模型可实现成本、排污及风险多目标的综合考虑,尤其是分布式电源出力波动性对微电网运营的影响,能够有效提升微电网运营管理水平,确保供用电安全。

基于Krawtchouk矩和支持向量机的火焰状态识别

监测炉膛火焰燃烧状态对防止锅炉爆管起着重要作用。为了进一步提高火焰图像特征提取的准确度和燃烧状态的识别率,文中将Krawtchouk矩引入火焰特征提取,提出了一种将Krawtchouk矩不变量与小波支持向量机相结合的火焰燃烧状态识别方法。首先计算火焰图像的Krawtchouk矩及Krawtchouk矩不变量,以此构造火焰图像的特征向量;然后根据训练样本的特征向量构造支持向量机,对火焰图像进行状态识别,并采用混沌小生境粒子群算法优化支持向量机中的核函数参数与惩罚因子,使其识别性能最优。大量实验结果表明:与基于Hu矩和支持向量机的方法、基于Zernike矩和支持向量机的方法相比,采用Krawtchouk矩不变量作为火焰图像的特征能更好地对火焰图像燃烧状态进行识别,识别率大大提高,且结果与实际情况相符。

基于小波奇异熵和相关向量机的氢气传感器故障诊断

针对氢气传感器故障问题,提出了一种智能化的传感器故障诊断方法,可以对自身故障状态进行诊断和识别。提出了一种基于小波奇异熵(wavelet singular entropy,WSE)和相关向量机(relevance vector machine,RVM)原理的氢气传感器故障诊断方法,将小波变换和奇异熵两种分析思想相结合,提取信号的完备故障特征;利用小生境粒子群优化算法(niche particle swarm optimization,NPSO)对相关向量机的核参数进行优化,提高故障诊断的准确率。将提出的方法与其他成熟算法进行了比较,实验结果表明所提方法故障诊断识别率达到98%以上,解决了非线性、小样本条件下的传感器故障诊断问题,提高了传感器的可靠性。

基于类内绝对差和混沌粒子群的红外图像分割

提出了基于类内绝对差、背景与目标面积差及混沌小生境粒子群优化(NCPSO)的红外目标图像阈值分割方法。类内绝对差小能确保分割后类的内聚性好,背景与目标的面积差可抑制均等分割的趋势,两者综合构成更为合理的阈值选取准则函数。给出了一维阈值选取公式,通过推广到二维,抗噪性能明显改善;针对二维阈值分割计算量大的问题,利用混沌变异的小生境粒子群算法搜索最佳阈值向量;最后与Fisher准则法、Otsu方法和最大熵阈值分割法作了比较。实验结果表明,该方法在分割效果和运行时间上都具有明显的优势。

一种智能ABC支持型QoS切换决策机制

本文提出了一种总最佳连接ABC(Always Best Connected)支持型服务质量QoS(Quality of Service)切换决策机制,引入模糊数学和微观经济学等相关知识,刻画应用类型、QoS需求、接入网络和移动终端,综合考虑应用QoS需求、用户愿付费用、用户对接入网络编码制式偏好、用户对接入网络供应商偏好、终端当前运动速度、终端当前剩余电量和接入网络状况等因素,通过博弈分析,基于小生境粒子群优化算法,寻找把N个终端分配到M个接入网络的最佳切换决策方案,使用户和网络提供方效用达到或接近Nash均衡下的Pareto最优.仿真结果表明,该机制是有效的.

基于NPSO算法求解车间作业调度问题

研究车间生产生产调试系统,使资源达到优化配置,实现了一种基于小生境的粒子群优化算法用于求解车间作业调度问题。通过在粒子群算法中引入共享函数和共享适应度函数分别用来计算粒子间的共享度和粒子的共享适应值,并用粒子的共享适应值来反映其适应能力。粒子的位置越相近,则粒子间的共享度越大,相应粒子的共享适应值则越小。通过设置小生境半径的方式,将整个粒子群分解为多个小生境子种群,并通过设置小生境中的最大粒子个数参数,严格控制各个小生境中的粒子数量,使得所有粒子尽可能地分布到整个搜索空间的不同局部峰值区域,从而有效求得问题的全局最优值。仿真结果表明了算法对经典JSP问题求解的优良性能。

考虑车辆充电调度机制的电动公交车充电站规划

针对电动公交车充电站的最佳充电容量难以确定及其充电效率低的问题,提出了一种在站址既定情况下考虑车辆充电调度机制的电动公交车充电站优化规划方法。首先,根据电动公交车的发车状态模拟电动公交车日常运行中的电能消耗,生成电动公交车的总运行负荷时序曲线;然后,基于生成的运行负荷时序曲线,构建充电需求度指标,制定电动公交车的充电调度机制;最后,在满足电动公交车充电需求的同时兼顾充电站精细化规划的要求,建立以充电能力最强、投资运行成本最小、光伏能源综合利用指标最大为优化目标的充电站多目标优化规划模型,并采用小生境多目标粒子群优化算法对该模型进行求解,以确定电动公交车充电站的充电桩数量以及光伏发电系统和配电变压器的容量。工程实例分析结果验证了所提方法的正确性和有效性。

基于多尺度Retinex的非下采样Contourlet域图像增强

针对部分遥感图像和高光谱图像中存在的对比度不足、整体偏暗等问题,提出了一种基于多尺度Retinex(MSR)和混沌小生境粒子群优化(NCPSO)的非下采样Contourlet变换(NSCT)域图像增强方法,用于改善图像质量。对图像进行NSCT分解,得到一个低频分量和多个不同方向的高频分量;在低频分量上进行混合灰度函数的多尺度Retinex增强;同时利用非线性增益函数调整高频分量系数,将兼顾对比度和信息熵的定量综合评价函数作为NCPSO的适应度,寻找非线性增益函数所涉及的最优参数。大量实验结果表明,与双向直方图均衡方法、NSCT方法、多尺度Retinex方法、平稳小波变换和Retinex方法等4种增强方法相比,提出的方法能更有效地提高图像的对比度和信息熵,增强图像的整体视觉效果。