基于改进粒子群算法的分散式电采暖负荷模型参数辨识

分散式电采暖负荷是一种具有巨大调节潜力的需求响应资源,但是,用户行为差异、太阳辐照度等随机因素为建立精确的分散式电采暖负荷模型增加了一定难度。首先,结合具体应用场景,搭建基于气候模拟平台的分散式电采暖负荷实验平台,采集负荷建模实验数据。然后,针对分散式电采暖负荷二阶等效热参数模型方程较为复杂的问题,以仿真温度与实测温度之间的误差最小为目标,提出基于改进粒子群算法的模型参数辨识方法,建立分散式电采暖负荷模型。最后,通过改变数据采样周期,对负荷模型进行优化。结果表明,所提参数辨识及建模优化方法可以有效地提高分散式电采暖负荷二阶等效热参数模型精度。

基于改进粒子群算法的农村物流配送中心选址优化模型

文章在划定农村物流配送中心类型的基础上,以灰色理论预测农村物流配送需求,从而确定物流配送目标与作业流程。根据设定的物流配送与工作流程,基于改进粒子群算法构建选址模型,并通过对比测试的方法论证新模型的有效性。

基于改进粒子群寻优的数据中心精密空调无模型自适应预测控制

为实现数据中心热通道温度的精确控制,减少由于温度控制方式粗放造成的能源浪费,提出一种基于改进粒子群寻优(improved particle swarm optimization, IPSO)算法的数据中心精密空调无模型自适应预测控制(model free adaptive predictive control, MFAPC)方法.首先,考虑到MFAPC控制器参数空间大以及数据中心被控系统的动态复杂性,对粒子群寻优(particle swarm optimization, PSO)算法的惯性权值进行变权改进,从而提高PSO算法的前期探索和后期挖掘能力,最终获得最优控制器参数.然后,由于数据中心存在冷通道温度和风量的限制,因此将控制量约束问题转化为二次规划约束问题,并利用IPSO算法实现MFAPC控制器的每一控制步参数最优化,使得MFAPC输出的每一步控制量都是当前系统状态下的最优控制量.最后,基于北京市某数据中心现场数据,通过控制数据中心机房热通道温度预测模型对所提方法进行验证.带控制量约束IPSO-MFAPC方法在总体控制误差、超调量、快速性上都极大地优于MFAPC控制器.结果表明该文所提IPSO-MFAPC方法能够实现数据中心的热通道温度精确控制.

基于SP+模型的三元锂离子电池基本反应模型参数修正研究

通过改进单粒子模型(SP+模型)对电池基本参数进行预测及限制负极电位来获得充电安全边界是快充策略应用的有效评估方法。SP+模型需建立在三电极电池的基础上,在各种特性上与真实电池有一定的区别,这导致利用负极电位评估方法在预测精度上存在一定的差异。针对上述问题建立电池基本反应模型,将修正因子导入到涉及SOC、正负极电位、正负极嵌锂浓度的电池平衡电动势表达式中,设置相应的测试计划对修正因子进行标定,实现在25℃和特定SOC情况下对三元锂离子电池平衡电动势及正负极电势预测精度的提升,为后续安全边界评估开路正负极电位预测值提供参考。

利用改进藤壶交配算法反演重力倾斜断层模型参数

针对重力勘探中倾斜断层模型密度参数与几何参数的获取,提出了改进藤壶交配算法。传统藤壶交配算法的寻优过程与定量模拟藤壶特殊交配繁殖特征密不可分,但其受制于关键参数(生殖器长度p l)的选取、种群进化方式多样性以及当藤壶位置超出搜索解空间时处理方式的影响。故提出一种结合变生殖器长度pl(va)r,新型藤壶子代更新和越界校正策略的改进藤壶交配算法。通过理论无噪声重力异常研究了藤壶生殖器长度p l对于传统藤壶交配算法的影响,验证了采用pl(va)r策略的有效性以及改进藤壶交配算法的优越性。进一步利用合成无噪声重力异常、含不同噪声比例(10%和30%)重力异常和埃及Gazelle断层实际数据反演对比了藤壶交配算法、改进藤壶交配算法和粒子群算法获取相关参数的可行性、准确性、稳定性和实用性。处理结果表明,改进藤壶交配算法相较于藤壶交配算法和粒子群算法而言具有更小的拟合误差、更准确的模型参数以及更高的稳定性,具有推广至解决其它地球物理反演问题的潜力。

基于改进混沌粒子群的PEMFC模型参数辨识

基于质子交换膜燃料电池(PEMFC)电堆的输出特性及相关电化学反应建立输出特性模型,提出改进混沌粒子群优化(CPSO)算法来优化PEMFC输出特性模型参数辨识问题。首先采用6种标准测试函数验证了CPSO算法的寻优性能,然后针对两种参数不同的电堆进行了输出特性模型参数辨识。结果表明,相较于遗传算法(GA)、粒子群优化(PSO)算法、受约束粒子群优化(B-PSO)算法、具有收缩系数的粒子群优化(PSO-χ)算法、引力粒子群优化(GSAPSO)算法以及差分进化算法(DE),CPSO算法辨识精度最高且收敛速度最快。静态工况下电堆1的均方根误差为0.213,平均相对误差为2.339%;电堆2的均方根误差为0.481,平均相对误差为1.243%,充分说明CPSO算法在PEMFC输出特性模型参数辨识方面的优越性。

基于改进Kriging模型的大跨度斜拉桥结构可靠度分析

对大跨度斜拉桥结构体系进行结构可靠度分析时,其极限状态方程与功能函数存在着高度非线性与繁杂失效路径的特点,从而会加大计算成本并导致精度失准。为此,提出将改进粒子群(IPSO)算法应用到Kriging模型的参数寻优过程中,并利用Kriging模型在小样本和高维非线性数据处理能力上的优势,建立响应面模型来逼近实际的极限状态函数,同时通过改进粒子群算法的寻优能力,使得计算结果处于全局最优。结合工程实例对该算法的有效性进行验证,结果表明:改进粒子群算法与传统PSO算法相比对Kriging模型各参数的寻优效果更好;提出的方法在样本数量、计算精度、迭代次数等方面相对于传统可靠度分析方法具有明显的优势,可为斜拉桥结构可靠度计算提供方法参考。

基于改进Vlasov模型的受冲刷作用单桩动力响应分析

冲刷作用是桩基动承载能力下降、动力失稳和破坏的主要原因。为精确揭示冲刷作用对单桩动力响应的影响,基于改进Vlasov地基模型,利用Hamilton原理建立横向受荷单桩的动力学模型。进而,利用有限差分法求解受冲刷作用单桩的固有频率,运用Green函数法求得单桩受迫振动的解析解。通过数值计算和参数分析,研究了场地特征、桩身长细比等对单桩动力响应的影响。结果表明:基于改进Vlasov地基模型建立的单桩动力学模型可精确预测冲刷作用对其动力学特性的影响;随冲刷程度加剧,桩基的第一阶固有频率显著降低;Vlasov地基模型中剪切系数随冲刷程度加剧而增大;随桩身长细比增大,弹性地基反力系数和剪切系数均减小;土体弹性模量增大1倍,桩基的第一阶固有频率约增大20%。

基于改进粒子群算法的SCR烟气脱硝系统模型辨识

针对火电厂燃煤机组中选择性催化还原(SCR)烟气脱硝系统存在非线性、大惯性和大延迟等特点,传统辨识方法存在收敛速度较慢和辨识精度较低的问题。将自适应动态惯性权重、粒子的自适应变异以及自然选择的思想引入到基本粒子群算法中,并将改进后的粒子群算法用于某660 MW超超临界燃煤火电机组SCR烟气脱硝系统的模型辨识。通过机组现场运行数据建立了调节阀位置开度与NH_(3)质量流量、NH_(3)质量流量与出口NO_(x)浓度、入口NO_(x)浓度与出口NO_(x)浓度之间的传递函数模型。研究结果表明:改进后的粒子群算法提高了模型辨识精度,有效改善了基本粒子群算法易陷入局部最优和后期种群多样性丧失的缺陷。模型验证的仿真结果表明了该方法的有效性。

基于改进FMECA与故障传播模型结合的中子单粒子故障源定位分析

随着器件加工工艺技术的不断发展,器件单元尺寸逐渐缩小,工作电压不断下降,使得器件抵挡单粒子效应的能力也在不断降低.针对某无人机用机载数据采集计算机,分析在大气中子辐射下数据采集计算机的故障传播机理.结合改进的FMECA方法,基于原因故障、结果故障以及原因故障对结果故障的贡献率,建立了计算机的故障传播图,通过逐层推理求得各底层故障模式发生概率,进而提出一种可能高风险源定位方法,定位到系统级可能的高风险故障源为数采计算机上两块单机板的核心器件FPGA.

基于改进粒子群算法的基站选址优化模型

科学技术的快速发展促进了通信网络规模的不断扩大。伴随通信宽带使用量的逐渐增长,基站的覆盖能力正在缩小,使得覆盖同样的区域,所需要的基站数量变得更多。建立基于改进粒子群算法的基站选址优化模型,利用此模型,可以得出新建基站的最优站址,规划新基站的建立,这些新建基站能解决信号覆盖较弱区域的覆盖问题。基于改进粒子群算法的基站选址优化模型,可以为各大运营商在规划建立新基站时提供指导性帮助。

基于改进粒子群算法的装配式建筑工程调度成本优化模型与仿真

随着我国科学技术、社会经济的持续发展,装配式、模块化逐渐成为建筑工程施工的主要发展趋势。文章以装配式建筑施工为研究对象,结合改进粒子群算法建立调度成本优化模型,并采用FlexSim以仿真模拟技术评价了装配式施工的运输效率、运输及时性,以期为调度成本优化提供理论支持。

基于PDSOI单粒子翻转物理机制的SPICE模型研究

通过研究半导体器件单粒子翻转的物理机制,利用Synopsys TCAD工具对基于中国科学院微电子所开发的0.35μm部分耗尽SOI器件进行单粒子翻转的模拟,讨论了器件模拟物理模型的选择,验证了理论分析的正确性,并对重离子撞击引起的瞬态电流过程进行分析.分析表明单粒子翻转存在两个放电阶段,第一阶段过量电子漂移扩散电流组成激增电流部分;第二阶段部分耗尽SOI器件寄生三极管放电机制以及过量空穴放电机制引起的缓慢电流放电"尾部".结合激增电流的物理意义,提出合理的数学模型,推导出描述此电流的一维解析解;对于缓慢衰减的"尾部"电流,提出子电路模型,并基于SPICE三极管模型进行参数提取,着重讨论了单粒子翻转的敏感参数.最后给出了以反相器为例的SPICE模拟与TCAD模拟在瞬态电流,输出节点电荷收集,LET阈值的对比结果,验证了SPICE模型的合理性和精确性.

电动汽车双层优化模型的充放电调度策略

传统的分时电价策略虽然一定程度上可以改善电动汽车无序充电所产生的电网日负荷峰谷差加大、负荷率降低等状况,但易产生新的负荷高峰,并且当前多目标优化等策略削峰填谷效果欠佳或用户参与度不高。针对上述问题,提出一种基于双层优化模型的调度策略以充分考虑电网和用户两侧需求。第1层模型以优化电网日负荷方差最小为目标函数;第2层优化模型建立以车主充电成本最小以及保证用户出行需求的目标函数,然后用改进的粒子群-模拟退火算法对双层优化模型进行循环迭代求解,并将第2层优化后的结果反馈给第1层,以此循环优化,输出最终结果。对比优化前后的负荷曲线,结果表明:与当前优化策略相比,所提出的基于双层优化模型的V2G调度策略能有效降低新的负荷高峰及负荷峰谷差,减少参与V2G的用户成本,实现两侧双赢。

基于改进粒子群-径向基神经网络模型的短期电力负荷预测

为了准确、快速、高效地预测电网短期负荷,提出了改进的粒子群–径向基神经网络算法。用改进的粒子群算法训练径向基神经网络,实现了径向基函数神经网络的参数优化。建立了短期电力负荷预测模型,综合考虑气象、天气、日期类型等影响负荷的因素进行短期负荷预测。算例结果表明,该算法优于径向基神经网络法和粒子群–径向基网络算法,克服了径向基网络和粒子群优化方法的缺点,改善了径向基神经网络的泛化能力,输出稳定,预测精度高,收敛速度快,平均百分比误差可控制在1.2%以内。

基于改进粒子群算法的大坝监控加权统计模型

用于大坝安全监控的加权统计模型主要依据工程经验确定各因子的权重,这种求解方式易导致部分因子信息的缺失。根据大坝安全监测数据,应用粒子群算法可优化确定加权统计模型中各参数的最优解,但对于高维度优化问题,该算法存在收敛速度慢、易陷入局部最小等不足。针对这些不足,考虑粒子种群平均位置信息的影响,提出一种新的改进粒子群算法,利用单体与种群平均位置的距离信息确定两者之间的学习因子。土石坝工程实例分析结果表明:改进粒子群算法加强了种群跳出局部最小的能力,所得加权统计模型的权重符合工程实际情况。尤其在大坝运行初期,监测资料较少的情况下,基于改进粒子群算法的大坝监控模型具有较高的预测精度和预报能力,可为大坝监控领域提供一种新的数据分析方法。

改进粒子群算法优化的卫星钟差组合预报模型

针对现有单一导航卫星钟差预报模型存在预报精度不高的问题,提出了改进粒子群算法优化的组合预报模型。该模型利用差分自回归移动平均模型（ARIMA）和最小二乘向量机（LSSVM）模型的特点,首先建立ARIMA模型预报钟差数据的线性部分,并得到预报残差;然后,根据残差建立LSSVM模型预报非线性部分,最后的预报结果即两个预报结果之和。同时引入随优化代数变化的惯性权值和加速度因子,来提高粒子群（PSO）算法寻优能力,并用其优化组合预报模型中LSSVM部分的惩罚因子和核函数参数选取过程,以提高模型的预报精度。实例与结果分析表明,组合模型较单一模型在预报精度上有30%~50%的提高,为导航卫星高精度短期钟差预报提供了一种新思路。

改进算法的三维通用单胞模型及其应用

基于应力为未知量的二维通用单胞模型改进算法在保证计算精度的前提下,可以提高计算效率,本文把该方法推广到三维,并利用该三维模型计算了颗粒增强复合材料力学性能。计算结果表明,该模型能够较准确的预测颗粒增强复合材料以及复杂随机纤维分配复合材料弹性系数及其对称性,并且随着划分子胞数目的增加,预测的弹性系数对称性越明显;同时,计算得到的剪切模量与E/(2(1+μ))比相对其它弹性系数比的误差大。

基于改进单高斯模型法的交通背景提取

在分析交通背景提取的特点和单高斯模型法的不足的基础上,提出了一种改进的单高斯模型法.该算法利用均值法初始化背景模型,引入判断值进行背景更新,运用邻域判别法实现干扰点抑制.不同天气条件,不同交通场景下的实验表明:与单高斯模型法相比,改进算法在提取背景时可以随车辆的走停及时更新,并且抑制了非静止背景物体的干扰.

面向高质量发展的缺水地区水资源优化配置模型及应用

科学合理的水资源配置方案是实现北方缺水地区高质量发展的重要基础。在系统梳理相关研究成果的基础上,分析北方缺水地区水资源特点和未来配置需求,提出面向高质量发展的北方缺水地区水资源优化配置模型框架。从目标函数、约束条件、参数设置、算法设计等方面开展系统建模,并从惯性权重与学习因子两个角度对传统粒子群算法进行改进和有效性检验。最后,将模型和算法应用于北方典型缺水城市阳泉市的水资源配置方案研究。结果表明:阳泉市工业和生活用水具有较大节水潜力,平定县是最大用水户;规划水平年节水情景显著提升了缺水地区的需水满足程度和水生态环境承载能力;构建的高质量发展目标和北方缺水地区关键约束的水资源优化配置模型具有可行性。