多产品报童问题的直接搜索算法求解

多产品报童问题假设商品需求服从已知分布,在实践中难以直接应用,可将零售商收益视作表达式未知的随机黑箱函数,通过样本均值对收益的期望进行近似,并利用直接搜索算法最大化零售商收益。数值实验表明,直接搜索算法结合可变数量的样本均值近似可在样本数量极为有限的条件下有效求解多产品报童问题,且求解质量优于已有的启发式算法。

Box-Behnken Design响应面法结合遗传算法和直接搜索算法优化丹栀逍遥散的提取工艺

目的:优化丹栀逍遥散的提取工艺。方法:采用加热回流提取法提取丹栀逍遥散组方药材样品粉末,以乙醇体积分数、提取时间和液料比(V/m)为考察因素,以栀子苷、芍药苷和丹皮酚3个指标成分的综合评分为评价指标,先采用Box-Behnken Design(BBD)响应面法进行试验设计,建立数学模型并获得目标函数后,结合遗传算法和直接搜索算法求解各因素的最优取值。结果:丹栀逍遥散中3个指标成分的最优提取工艺条件为60.8%乙醇提取3.1 h、液料比为15.72∶1(mL/g)。采用BBD响应面法或结合遗传算法和直接搜索算法所得的综合评分比较差异无统计学意义(P>0.05)。结论:经优化的工艺可用于丹栀逍遥散中3个指标成分的提取。BBD响应面法结合遗传算法和直接搜索算法在优化中药提取工艺方面具有一定优越性。

Box-Behnken Design-响应面法结合遗传算法和直接搜索算法优化北沙参糖类化合物的提取工艺研究

目的:明确Box-Behnken Design-响应面法、遗传算法与直接搜索算法三种方法在中药提取工艺优化方面的应用,确定北沙参糖类化合物的最佳提取条件。方法:采用水加热回流法提取北沙参糖类化合物,以药材粒度、提取时间和液料比为考察因素,以北沙参糖类化合物的提取率为评价指标,采用Box-Behnken Design-响应面优化法(BBD)进行试验设计,建立数学模型并获得目标函数;使用遗传算法和直接搜索算法搜索确定各因素的最佳取值。结果:北沙参糖类化合物的最佳提取工艺条件为:药材粒度为150目,提取时间为3.2 h,液料比为49 mL/g。提取率可达38.783%。结论:该工艺可用于北沙参糖类化合物的提取,且BBD结合遗传算法与直接搜索算法在中药提取工艺优化方面具有一定优越性。

直接搜索算法在反演土壤湿度中的应用

本文主要讨论了直接搜索算法在合成孔径雷达(SAR)数据反演地表湿度中的应用。相对于其它确定性算法,直接搜索算法在计算时不需要目标函数的导数信息,避免了函数求导所引起的矩阵方程病态化。同时,该类算法计算量小,计算时间短,精确度高,适用于实时大运算量反演土壤水分。

整数线性规划投资组合模型的直接搜索算法求解

利用松弛最优邻近解临域整数点搜索法作过滤条件,建立求解整数规划的新方法——直接搜索算法,利用直接搜索算法并借助Matlab软件求解整数线性规划投资组合模型.数值结果表明了模型的建立与提出方法的有效性.

基于近似Hessian矩阵的修正网格自适应直接搜索算法

针对网格自适应直接搜索算法寻优效率低和收敛速度慢的问题,提出了一种基于近似Hessian矩阵的修正网格自适应直接搜索算法。基于正交三角分解,提出一种产生探测方向集的算法,用于构建搜索步目标函数的二次模型函数和约束函数的线性模型函数。运用泰勒展开式、秩一校正及线性回归的思想,并改变部分参数解决子问题,得到局部最优解。在探测步中,以试验点为中心按照新的探测方向集进行局部搜索,在理论上证明了新算法的收敛性。通过对不同维数的测试函数分析可知,与原始的网格自适应直接搜索算法相比,该算法的迭代次数明显减少。

二次插值模型直接搜索算法的参数分析

对无约束优化问题的二次插值型直接搜索算法中初始插值半径,信赖域初始半径,位移接受准则和信赖域半径调节参数进行了数值实验分析.数值实验表明解无约束优化的基于二次函数插值型的直接搜索算法对初始插值半径和信赖域初始半径比较敏感,对位移接受准则和半径调节参数不敏感.根据数值实验结果推荐初始插值半径的选取应与信赖域初始半径相等,同时给出了基于二次插值型的直接搜索算法中初始插值半径与信赖域初始半径的选择区间和其它参数的推荐值.这些结果对这类算法的数值实现和工程应用是有益的.

基于互信息的直接因果搜索算法

因果关系挖掘是数据挖掘领域一个新的研究方向,具有很大的实用意义,但理论建模的困难阻碍了它的发展。20世纪90年代,在因果建模研究成果的基础上,国外开始针对此方向进行研究,目前已得到了一些理论算法。该文针对已有算法鲁棒性、实用性差,不适合大规模数据挖掘应用的缺点,提出了一种基于互信息的因果数据挖掘算法———直接因果搜索算法;仿真试验表明,该算法能很好地搜索出目标变量的直接因果,与其他算法相比,对于数据、门限的变化更具鲁棒性。

三维坐标转换公共点最优权值的单纯形搜索算法

为提高三维坐标转换参数的求解质量,本文基于最优化算法提出了一种稳健的公共点加权坐标转换方法。以坐标转换后公共点的点位残差加权平方和最小为目标函数,利用Nelder-Mead单纯形直接搜索算法,寻找公共点坐标分量在解算坐标转换参数时的最优权重组合。以粒子加速器磁铁的准直安装为应用场景,利用模拟数据和实测数据对本文方法进行验证。结果表明:本文方法能够有效降低粗差观测值及质量不佳观测值的权重。与最小二乘、抗差估计等方法相比,本文方法解算结果的点位残差加权平方和更小,坐标转换参数质量更优。本文方法能提高三维坐标转换参数的求解质量,尤其适用于验前精度未知、观测数据质量不佳的情况。

考虑碳交易机制的海港综合能源系统电-热混合储能优化配置

随着港口电气化进程逐渐加速,单一的港口供能方式正在向多种能源深度融合演变.为响应我国“碳达峰、碳中和”战略目标,进一步提升海港综合能源系统的经济与环境双重效益,提出一种考虑碳交易机制的电-热混合式储能优化配置方案.首先,建立海港综合能源系统模型,并给出计及碳交易市场的交易方案;其次,构建双层优化配置框架,上层优化配置混合式储能容量,下层引入碳交易机制,满足港口综合能源系统低碳经济运行需求;最后,结合网格自适应直接搜索法与自适应混沌粒子群算法优势,利用混合式优化算法对双层优化模型进行求解.以天津港的实际运行数据为例,验证该方法的有效性.算例结果表明,所提方法不仅可以降低系统的投入成本,还能显著减少港区碳排放,从而进一步提升港口经济和环境效益.

光子晶体结构参数对直波导型模式转换器性能影响研究

为研究光子晶体结构参数改变对直波导结构的模式转化器效率的影响,通过改变光子晶体间距和形状两个参数,并结合时域有限差分法和直接二元搜索算法分析直波导型模式转化器对应转换效率。仿真结果表明,在正方形光子晶体间距为150 nm时,器件转换效率为94.8%,收敛时间为87分钟。在波长范围在1500 nm到1600 nm时,圆形光子晶体可在64 nm带宽范围内转换效率优于其他两种形状。

提升系统阻尼的多STATCOM阻尼控制器协调控制研究

柔性交流输电装置(flexible AC transmission system,FACTS)在提升电网安全稳定和运行效率方面发挥了重要的作用,研究多FACTS控制器间的交互影响及协调控制方法具有重要的现实意义。研究多静态同步补偿器(staticsynchronous compensator,STATCOM)在提升系统阻尼方面的协调控制问题,并针对多个STATCOM阻尼控制器之间存在的负交互影响,提出一种基于模式自适应直接搜索(mesh adaptive direct search,MADS)算法的多STATCOM阻尼控制器协调控制方法,该方法使用频域设计思想保证了控制器多运行方式下的鲁棒性,同时使用MADS算法保证多控制器的协调运行能力,最终实现多台STATCOM阻尼控制器的协调运行与控制。仿真结果验证了该方法的正确性以及在实际电网中应用的可行性。

混凝土配合比设计及强度预测

为了优化混凝土配合比,采用直接搜索算法对既有的混凝土配合比进行优化设计;为了提高BP神经网络的预测精度,利用遗传算法对普通BP神经网络的权值和阈值进行优化,充分发挥BP神经网络处理非线性问题的能力强、收敛速度快、预测精度高的优点,以既有混凝土配合比为训练样本,对优化后的混凝土强度进行预测,预测精度得到了大幅度提高,经实验验证,该配合比下的混凝土不仅满足功能性、工作性以及耐久性要求,而且大幅节约原材料成本。

脉冲射流水力共振系统参数优化

脉冲射流水力共振系统各参数的优化组合是提高射流功效的关键因素之一。介绍了Matlab直接搜索算法,并利用其不需要目标函数梯度信息的特点,对脉冲射流系统的6个主要参数进行了优化求解。对比优化前后的喷嘴压力峰值,结果表明:优化前,喷嘴压力幅度提高不到1%,而优化后脉冲射流水力系统喷嘴处的压力峰值提高了40.9%,脉冲射流系统性能得到了较大的改善。

低速永磁直线电机优化设计及仿真

传统的直线电机在恒低速运行时,需要采用与控制设备相结合的方式或采用复杂的工艺结构,从而导致成本大幅增加。针对上述问题提出了低速永磁直线电机,并给出电机结构和基于磁路、技术指标下,结合直接搜索算法的电机最优设计。并通过建立电机三维有限元模型,显示出永磁体工作点和气隙磁场特性符合磁路设计要求,验证了电机结构的有效性,为该电机的优化设计提供了依据。

市场环境下计及参与需求侧响应的电动汽车换电站优化规划

相比于电动汽车充电模式,换电模式可以实现集中有序充电,从而实现以一个整体即电动汽车换电站(battery swapping station,BSS)的形式参与电网需求侧响应。在此背景下,建立了计及参与需求侧响应的BSS双层优化配置模型,以极大化BSS的净收益为上层优化目标,极小化配电网公司全寿命经济成本为下层目标,对BSS的位置、额定充电功率、初始购买电池的数量以及BSS参与需求侧响应的合同价格和每小时的调用功率等进行优化。采用内嵌改进粒子群算法的网格自适应直接搜索算法对该双层规划模型进行求解。最后对IEEE-33节点配电系统进行仿真计算,结果表明,计及BSS参与需求侧响应过程,可以同时提高BSS和配电网公司的经济效益,并且可以促进分布式电源的消纳,验证了所提模型的可行性及有效性。

频率捷变雷达跟踪海面低空目标的频点自适应优化技术

针对雷达跟踪海面低仰角目标产生多径效应引起的仰角测量误差问题,本文建立了海面多径反射和频率捷变下低角误差测量模型,提出了一种基于频率捷变自适应优化的改善低角测量误差方法。该方法通过宽带频率捷变去除目标信号与多径反射信号的相关性,利用网格自适应直接搜索算法(Mesh Adaptive Direct Search Algorithms,MADS)优化频点技术,根据不同距离、不同高度和不同海情产生多径效应的大小自动选择频点改善误差,形成了雷达自适应频率捷变对抗海面低空目标多径的方法。仿真结果表明,该方法能根据不同情况自动选择低误差频点,控制每一个距离的低角测量误差在±2 mrad内,基于网格自适应直接搜索的频点优化算法也大大提高了频点选择速度,减少了迭代次数,表明了该优化算法的有效性。

全息术、器件与应用

TB877 96021099 直接二元搜索法合成二元位相计算全息图=Binaryphase computer—generated hologram synthesizedby direct binary search/algorithm[刊,中]/翟金会,阮玉(华中理工大学光电子系。湖北,武汉(430074)),李再光(华中理工大学激光技术国家实验室。湖北,武汉(430074))∥光电工程。—1995,22(6)。—16—21 提出了用递归直接二元搜索算法(DBS)设计二元位相计算全息图的新方法,分析了DBS型位相计算全息图的设计原理,计算机模拟定量地分析恢复象的质量和衍射效率。

静止轨道卫星的对地观测高程修正方法

随着静止轨道卫星影像空间分辨率的大幅度提升,静止轨道卫星的高程修正问题越来越被关注。根据新一代静止轨道卫星投影方式和成像模式的特点,针对传统的迭代搜索算法在某些特殊地面点无法收敛的问题,提出了一种在视向量上直接搜索地面遮挡点的算法,并结合直接搜索算法稳定性强、迭代搜索算法计算效率高的优势,设计了一套静止轨道卫星的高程修正解决方案,通过模拟实验,验证了该方案的有效性。