改进k-means的多域光纤通信非线性失真补偿方法

为了解决光纤通信信号在传输过程中受到非线性影响而产生的失真问题,提高光纤通信系统的稳定性,提出了改进k-means的多域光纤通信非线性失真补偿方法。构建多域光纤通信传输模型,在传输端利用波长转换器将输入信号传输到光纤,结合干扰原理线性化脉冲恢复光信号。以信噪比描述光纤通信的色散特性,明确信号交互出现非线性失真变化。通过Dijkstra方法改进k-means方法,解调失真星座,避免聚类陷入局部最优,使全部簇信号尽可能接近原始调制中心,实现失真补偿。实验结果表明:利用所提方法对光纤通信非线性失真进行补偿后,聚类效果较佳,信息误码率可降至10^(-7),有效减少了网络传输消耗,提高光纤通信信号质量。

天然气管网稳态运行优化模型的非线性界增强方法

天然气管网稳态运行优化问题在提升能源使用效率、降低运行成本等多方面发挥着重要的作用。该问题由于网络结构复杂、规模大、非线性程度高,所以建模成的混合整数非线性规划模型求解难度非常大。本文基于混合整数线性规划的界增强方法,提出了适用于该问题结构的非线性界增强方法,能够缩紧变量的上下界,使得在线性化方法中更好地逼近原混合整数非线性规划模型。数值结果显示新的方法能够得到更优的可行解,并且加快了天然气管网稳态运行优化问题的求解。

基于干扰观测器的复杂非线性系统优化控制方法

为了提高具有未知干扰的复杂非线性系统的控制性能和运行性能,提出了一种基于干扰观测器的复杂非线性系统优化控制方法(IOCM).该方法设计了一个基于模糊神经网络的模型逼近器来捕捉系统的非线性动力学,并利用干扰观测器来描述系统的未知干扰,以获得更准确的系统预测模型.然后,在多目标模型预测控制的框架下,提出了一种具有协同成本函数和多梯度算法的优化控制结构,以综合求解设定点和控制律.采用城市污水处理过程基准仿真平台(BSM1)验证所提方法的有效性.实验结果表明:暴雨天气条件下平均出水水质(EQ)为6711 mg/L、平均运行能耗(EC)为3805 kW·h;对比其他分步实现的优化控制方法,IOCM具有较好的鲁棒性,能够提高非线性系统的优化控制性能.

基于改进蝴蝶优化算法的瑞利波频散曲线反演方法

瑞利波频散曲线反演问题的多解性和反演目标函数的多极值特点,使得常规非线性优化算法可能会产生收敛不稳定、易陷入局部最优等现象。在基本蝴蝶优化算法的基础上采用动态开关概率,引入非线性自适应权重因子,既增加了算法前期的全局探索能力,也保证了后期的局部开发能力。同时,在迭代过程中对最优解进行逐维柯西变异,利用贪婪算法更新最优位置,引导种群向全局最优靠近,通过对4种常用的Benchmark函数的性能测试,表明改进的蝴蝶优化算法无论是在单峰函数还是多峰函数上的全局寻优能力明显优于遗传算法和粒子群算法。采用不同算法针对3种理论地质模型的频散曲线进行反演,发现改进蝴蝶优化算法在频散曲线含10%随机噪声的情况下仍然能够得到与理论模型更加接近的反演结果。最后将改进蝴蝶优化算法应用于实际瑞利波数据,反演结果与实际钻孔揭露的地层分布情况高度吻合。且与遗传算法和粒子群算法相比,改进蝴蝶优化算法在收敛速度、求解精度和稳定性方面都有显著的提升,具有一定的实用价值和应用前景。

群集智能优化算法的典型改进方法综述

元启发式群集智能优化算法通过模拟自然现象或生物行为来寻找问题的最优解,是一类成功且具有竞争力的全局优化方法。本文概述了近几年典型的元启发式群集智能优化算法及其设计原理;详细介绍了其中4类典型改进方法:种群初始化、增添新策略、迭代公式调整、算法混合;对元启发式群集智能优化算法未来的改进和发展进行了展望。

建筑工程中土工试验方法的改进与优化探讨

文章重点对建筑工程土工试验方法完善和优化展开系统论述。引入新材料和智能化技术后,土工试验精度与效率明显提高。本文对新材料用于复杂土壤环境模拟进行了详细说明,并对智能化技术用于自动化控制和数据分析的优越性进行了分析。同时分析改进及优化方案应用前景,并指出该方案对于工程实践具有重要价值,对于促进行业发展具有重要意义。最后对今后研究方向进行展望以促进土工试验方法不断革新与发展。

可分离非线性最小二乘计算方法及其在LiDAR波形分解中的应用研究

非线性最小二乘作为最基本的非线性优化方法,广泛应用于测绘领域中非线性函数模型的参数估计。LiDAR全波形回波信号的高斯特征参数的求解通常并未考虑模型可以分解成多个高斯函数的结构特点,而将所有的待求参数看作非线性参数,用泰勒级数展开公式对非线性模型线性化,进而利用LM(Levenberg-Marquardt)算法进行求解,对待求参数初值要求较高。

电液执行器非线性PID控制优化仿真研究

为了提高电液执行器运动轨迹的跟踪精度,提出了一种非线性比例-积分-微分(PID)控制优化方法,通过仿真检验优化后的控制系统输出结果,构建了电液系统数学模型。对传统PID控制参数进行改进,设计了一种非线性PID控制方法。引用粒子群算法并进行改进,利用改进粒子群算法迭代搜索原理对非线性PID控制器参数进行在线调整,最终得到电液执行器最优控制参数值,使电液执行器具有更好的抗负载干扰能力。以电液执行器不同工况为例,利用Matlab软件对电液执行器运动轨迹进行仿真,比较空载和负载条件下输出结果。结果显示:在空载条件下,分别采用PID控制、非线性PID控制和优化非线性PID控制方法,电液执行器运动轨迹输出误差均较小,相差不大。在负载条件下,优化非线性PID控制方法明显优于PID控制和非线性PID控制方法,相比之下使用优化非线性PID控制方法,电液执行器运动轨迹输出误差较小。采用改进粒子群算法优化非线性PID控制方法,使电液执行器能够抑制负载工况的干扰,具有较高的跟踪精度。

中型灌区渠系优化配水方法改进研究

针对传统中型灌区渠系优化配水方法目标设置单一,引入多目标蚁群算法对配水方法进行改进,并结合工程实例,探讨改进方法前后优化配水效果。结果表明:采用改进方法后,选取的2座中型灌区优化配水率可分别提高14.3%和16.5%。研究成果对于中型灌区渠系配水方案的科学制定具有参考价值。

基于改进蚁群算法的给水管网优化设计方法研究

给水管网优化设计中的目标函数具有多峰性和非线性,传统优化算法易陷入局部最优解,因此,本文研究基于改进蚁群算法的给水管网优化设计方法。通过给水管网的水力计算获取管网节点水压数据,引入自适应惩罚函数,将节点水压计算得来的惩罚成本加入经济性目标函数,形成给水管网优化设计的经济性模型,采用二进制编码改进蚁群算法后寻找模型最优解,完成给水管网的优化设计。采用设计方法对给水管网进行优化,可以在确保管网全部节点安全稳定供水的同时,获得更优的造价方案。

基于改进蚁群的无线传感网络路由优化方法

常规的无线传感网络路由优化方法在数据传输过程中容易出现重复传输和增加节点传输能耗的问题。为解决这一问题,本研究提出了一种基于改进蚁群算法的无线传感网络路由优化方法。首先,划分无线传感器网络的传输区域,将网络分为直接传输和间接传输两个部分。为了使节点分布更加均匀,利用簇头节点选取节点的空间位置。然后,构建一个无线传感网络路由优化模型,通过改进蚁群算法寻找源节点和通信节点之间的最短路径,以减少路由传输的能量消耗,并进一步优化网络的生存周期。最后,通过调节参数,进一步优化无线传感网络的路由协议,提高路由通信的效率。实验结果表明,该方法的优化效果更佳。

辽西地区地下水含水层参数优化识别与改进方法

为提高辽西地区地下水承压含水层参数优化识别精度,文章利用抽水试验方法,采用改进的加权马尔科夫链模型对地下水承压含水层参数优化识别精度进行比对。结果表明:与模型改进前相比,改进后模型下地下水承压含水层参数优化识别误差可平均降低10.7%,模型收敛曲线的递减率提高15%,研究成果对于辽西地区地下水变化规律具有参考价值。

基于改进蚁群算法的无线通信网络容量感知路由优化方法

常规的无线通信网络容量感知路由发现过程一般是单结构形式,感知范围受限制,导致平均吞吐量不断下降,为此文中对基于改进蚁群算法的无线通信网络容量感知路由优化方法进行了设计与研究。根据当前的路由优化需求,先进行有效的容量预测,采用交叉处理的方式,打破感知范围的限制,设置路由交叉发现过程,构建改进蚁群测算通信网络容量感知路由优化模型,采用变异调整的方式来实现路由优化处理。最终的测试结果表明,针对导入的5组测试指令,分别调整数据流为10、12、15及20,最终测试计算出的平均吞吐量均在280 Kb·s-1以上,且随着数据流对数的增加不断提高,该无线通信网络容量感知路由处理效果显著提升,达到了预期的优化结果。

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。

基于改进差分进化算法的CCHP型微电网两阶段调度优化方法

由于CCHP型微电网两阶段调度需求的随机性,导致优化难度较大,难以找到有效的解决方案。因此,本文提出基于改进差分进化算法的CCHP型微电网两阶段调度优化策略。将微电网运行状态空间划分,构建CCHP型微电网两阶段调度优化模型,利用改进差分进化算法对微电网两阶段调度优化方案进行求解,实现CCHP型微电网两阶段调度优化。设计对比实验,实验结果证明该方法的调度转化效率最高,能够最大限度地利用。

水泥协同窑处置固废中重金属检测的方法改进与优化研究

本研究围绕"水泥协同窑处置固废中重金属检测的方法改进与优化"这一主题,首先概述了重金属污染及其影响,以及固废处理与水泥协同窑处置固废的相关内容。然后,通过对现有的重金属检测技术进行深入研究,对比了各种检测技术的优缺点,分析和评价了常用的重金属检测技术,并明确了这些技术的局限性。针对这些现有问题,提出了针对水泥协同窑处置固废中重金属检测方法的改进与优化策略,给出了相关的理论依据,对各种改进和优化方法的效能进行了比较,提出了在处置固废过程中实施重金属检测的最优策略。通过实验设计验证了这些改进和优化方法的实际效果,收集和分析了实验数据,确认了这些改进方法的可行性和有效性。最后,对全文的内容进行了总结,并对该领域的未来发展进行了展望。这项研究的成果对现有的水泥协同窑处理固废中的重金属检测方法提供了新的理论和实践方向,对促进环保行业的发展具有重要的参考意义。

改进的凝聚约束同伦方法求解一类非线性最优化问题

利用凝聚函数的一个等价形式,提出一种改进的凝聚约束同伦方法,使得初始可行域包含原问题的可行域,并从外部逐渐逼近原问题的可行域,从而克服了凝聚约束同伦方法可能无法求得一些可行域边界附近K-K-T点的问题.改进的凝聚约束同伦法还扩大了初始点的选择范围.

基于改进PSO-LSSVM的蓄电池充放电非线性控制方法

针对当前蓄电池充放电控制方法过于复杂、难以协调各类参数、导致控制效果无法达到预期要求的问题,基于改进PSO-LSSVM算法提出了一种新的蓄电池充放电非线性控制方法.针对非线性参数进行调节,建立非线性动态模型,分析运行过程中蓄电池信号平稳状态,确定控制参数,修改修正参数,控制收敛速度,建立蓄电池充放电非线性控制模型,利用改进PSO-LSSVM调节粒子空间,改变收缩指数,确定关键因子,分析容量效率,根据分析结果得到改进粒子群算法的最佳参数组合,通过数据预处理和归一化处理测得最佳参数数据,根据参数测量结果实现非线性控制.实验结果表明,在正常状态下,本文控制方法与传统控制方法都具有较好的控制效果,但是在蓄电池出现正常波动、蓄电池出现故障和大量负荷投入状态下,本文的控制方法能够通过协调控制参数,提高控制效果,控制功率基本能够维持在0.8×104 W左右,荷电状态与标准值基本一致,能够很好地减少外界冲击伤害,确保蓄电池运行过程的稳定性.

求解不等式约束非线性优化问题的信赖域SQP方法

针对不等式约束非线性优化问题求解上已经有了很多优化的方法,例如序列二次规划(SQP)方法, 而本文则是在SQP优化方法的基础上研究井建立的一个将信赖域方法与其结合的方法一一信赖域SQP方法,然后给出相应的实例对该算法进行数值实验模拟,井将其与原来的SQP方法进行比较。 最后得出在适当的条件下,信赖域SQP方法相较于原有的SQP方法具有更好的数值效果,数值的结果也一定程度上验证了这个算法的可行性。

基于水平集带方法的柔顺机构拓扑优化研究

水平集方法在拓扑优化问题中采用隐式函数的零水平集描述结构边界,由于可以方便的表达结构拓扑变化并使结构边界保持清晰和光滑的特性,水平集方法很快成为拓扑优化领域的重要方法之一。但是由于水平集方法在优化过程中存在拓扑变化的不连续性,容易出现数值不稳定、初始设计依赖性等问题。近年来水平集带方法的提出可以有效改善这一现象,成为提升水平集方法拓扑表达能力的重要手段。本文将水平集带引入到参数化水平集拓扑优化方法中,并对其在柔顺机构优化设计问题中的应用开展研究。水平集带方法在水平集函数的零水平集附近引入水平集带区域,采用水平集函数插值可以得到带宽范围内[0,1]区间连续分布的材料密度,并在优化过程中通过逐渐减小水平集带的宽度使带宽范围内的材料密度逐渐收敛至0-1分布。该方法结合了变密度法的优势,使优化过程中材料密度变化保持连续,可以提升参数化水平集方法的稳定性,得到更优的目标函数值,并有效改善水平集方法的初始设计依赖性问题。本文通过多个柔顺机构的拓扑优化算例从不同初始设计、不规则设计域及几何非线性等多方面分析和验证了该方法的有效性,计算结果表明该方法对面向实际工程的复杂设计问题具有较好的适用性。