基于并行膜计算的短期电力负荷组合预测

提出一种并行膜计算(Parallel Membrane Computing,PMC)的电力负荷短期组合预测方法。将线性回归模型、趋势外推模型、改进灰色模型和粒子群优化参数的支持向量机分别放入膜系统的基本膜中,同时并行预测,然后把预测结果输出到表层膜。在表层膜中组合得出最终预测值,组合优化以各种方法预测结果的几何平均数与加权组合结果之差的平方值最小为目标函数,并采用改进粒子群算法分时段优化出权重系数。此外,在进行预测前对历史数据进行了改进滑动平均处理,并采用系统聚类法选出计算输入的历史数据。并行膜计算可以极大地提高组合预测速度,以多种方法预测结果的几何平均数代替真实值确立组合预测模型的目标函数更具实用性。最后,仿真结果验证了所提方法的合理性和有效性。

一种新型膜计算方法在并行排序中的应用

膜计算作为一种新型的分布式、并行计算理论,是目前计算机科学、数学、生物学和人工智能等多学科交叉的研究热点.本文应用基本膜计算理论并结合泼水算法,提出了一种新型生物催化的膜计算方法解决并行排序问题,该方法充分利用了膜计算最大并行执行的特点,最后通过实例以验证该方法的可行性.

基于膜计算的煤矿井下机器人路径规划算法

现有煤矿井下机器人路径规划算法采用固定步长和串行方式生成路径,存在成功率低、实时性差、效率低下等问题。将膜计算(MC)与Informed RRT*算法相结合,提出了一种煤矿井下机器人路径规划算法,即MC-IRRT*算法。该算法分为快速连通和路径寻优2个阶段。在快速连通阶段,构建多步长细胞型膜结构,根据空间区域的大小来调整步长:在可行空间较大的区域采用大步长搜索,加快搜索速度;在狭小的空间使用小步长搜索,使搜索空间更加精细,提高狭小空间路径搜索成功率。在路径寻优阶段,构建多采样点细胞型膜结构,通过多个基本膜并行计算,同时在多个椭圆区域内并行搜索最短可行路径,以节省时间,提高路径优化效率。简单场景实验结果表明,与Informed RRT*算法相比,MC-IRRT*算法在快速连通阶段和路径寻优阶段的搜索效率分别提高了76%,40%。复杂场景实验结果表明:RRT*算法和Informed RRT*算法路径规划失败,PQ-RRT*算法和MC-IRRT*算法均能成功寻得可行路径;与PQ-RRT*算法相比,MC-IRRT*算法的速率提高了12.79%,规划的路径长度缩短了8.18%;MC-IRRT*算法不仅可以迅速通过较窄可行区域,而且在路径转折处可以选择使用较小步长,使路径更加平滑。

基于小波分析的并行膜混合核支持向量机月度负荷预测

针对现代电力系统月负荷数据的趋势增长性和波动性的非线性特征,提出了一种基于小波变换的混合支持向量机负荷预测模型。通过小波变换将负荷序列分解为不同尺度的子序列,考虑负荷的季节波动性,将温度因素作为输入变量,构建混合核函数LWPSO-LSSVM。将负荷子序列分别放入膜系统的基本膜中进行并行预测,然后对子序列预测数据进行重构得到预测结果。利用四川省某地区电网负荷数据进行应用研究,结果表明所提出的模型较传统核函数支持向量机预测精度和效率有明显提高。

基于膜计算的自整定PID控制器研究

基于膜计算的自整定PID控制器是利用膜计算分布性、并行性的计算能力实时的对PID的三个参数进行实时整定,从而达到预期的目的。现将基于膜计算的自整定PID控制器拆分为两个部分,基于膜计算的PID参数整定和PID控制器两个部分,两个部分协同工作,以达到预期目的。

Cross-cube在PMC诊断模型下的可诊断性

可诊断性度是衡量一个互连网络可靠性的重要指标。Cross-cube是超立方体的一种重要变型,与超立方体相比有许多好的性质。PMC模型是并行计算系统中的一种经典的诊断模型,在该模型下有两个著名的诊断策略:精确策略和悲观策略。证明了n维Cross-cube在精确策略下的可诊断性度是n+1(n≥4),在悲观策略下的可诊断性度是2n-2(n≥4)。证明了Cross-cube在精确策略下的可诊断性度大于超立方体的可诊断性度,在悲观策略下的可诊断性度与超立方体的可诊断性度相同。

基于PMC模型的高效人工免疫诊断算法

诊断算法是系统级故障诊断的一个重要研究课题。文献[10]提出PMC模型下的人工免疫诊断算法,但是没有充分利用PMC模型的特点,并在计算亲和度的时候给出一个假设。对此首先利用PMC模型的特点优化初始种群的质量,其次定义优化后的亲和度函数,最后提出新的算法流程,并证明算法的正确性和收敛性。模拟实验显示在CPU时间和迭代次数上都优于原算法。

LINUX集群系统并行应用程序监测技术的研究

从大多普通用户的实际情况出发,在proc文件系统基础上结合MySQL数据库和GTK+技术,提出了一种简单实用的LINUX集群系统的并行计算监测工具的实现方法.该工具可以将运行中集群的节点状态实时地呈现给用户,其主要功能模块有用户交互、显示、控制、数据库服务端等7个模块,从而对进一步改进与提高并行应用程序的质量提供了科学依据.

基于膜计算的VRPTW启发式算法研究

使用传统的启发式算法求解带时间窗的车辆路径问题(VRPTW)所得解的质量不高。本研究受计算机领域膜计算思想的启发,设计出了将蚁群系统和禁忌搜索算法有效结合的改进算法,即VRPTW-ECP系统。最后使用算例分析来验证算法有效性,实验结果表明,该算法在计算效率与结果质量上均优于其它启发式算法。