基于粒子群优化算法的农业机器人控制策略研究

介绍了粒子群优化算法的概念,并由数学模型、边界约束和环境约束对农业机器人优化约束模型进行了分析,实现了对农业机器人的动态避障和路径规划。仿真实验表明:针对复杂的作业环境,农业机器人可以进行最优避障路径规划,且算法收敛速度较快,能够满足设计要求,证明系统具有一定的可行性。

基于响应面分析下中草药移栽机的优化设计

通过响应面分析法对中草药移栽机进行优化设计,以提高中草药种植效率和质量。首先,选取移栽速度、移栽深度和移栽器械倾角3个因素作为设计变量,选取移栽成功率和移栽损伤率作为评价指标;在此基础上,设计了一个采用多种传感器组合的控制系统,采用模糊控制算法进行控制,并通过试验得到的数据进行响应面分析,得出了最优设计方案。研究结果表明:最优移栽速度为0.2 m/s,最优移栽深度为15 cm,最优移栽器械倾角为25°;通过优化设计,中草药移栽机的移栽成功率提高了11.8%,移栽损伤率降低了9.6%,取得了较好的效果。

水力循环高架设施栽培装置优化设计及试验分析

高架设施栽培模式提升了温室作物的产量和质量。为此,针对固定式高架设施遮荫问题,通过测定30°、40°、50°、60°等不同角度栽培装置的光照遮阴变化情况,确定了基于光照因素的最优高架栽培架式角度为50°。为了解决固定式高架设施角度过大、底层作物光照不足等问题,利用温室控温管路系统中水的压力,创新设计了一种以水轮机为动力的自动循环高架装置,分析了结构组成及工作原理,采用SolidWorks软件设计了三维模型。同时,通过Fluent模拟分析不同型号叶轮作用下的水力压力和速度变化,确定了双列直线型六叶轮为最优叶轮选型。装置是以水力产生动力使栽培槽围绕支架匀速转动,为高架设施架式设计提供一种新思路,在创造良好光照条件的同时减少能源的消耗,具有较高的经济效益,在实际生产中具有一定的推广应用价值。

智能精密播种机的优化设计

智能精密播种机是一种自动化的农业设备,可大幅提高种植效率、减少种植成本。但是,目前智能精密播种机依赖高精度的传感器、控制系统和算法来实现准确的种子投放和深度控制,需要较高的技术要求和技术支持,且对于一些不规则形状的种子或大粒小种的种子,适应性较差。为此,提出了一种智能精密播种机优化方案,并使用高精度传感器和控制系统实现多功能播种,控制种子的投放量和调整播种深度,使用节能设备模块化设计和使用易于更换的部件、数据分析功能和简单易用的用户界面。最后,通过田间试验进行功能性试验,结果表明:经过优化后的智能精密播种机播种变异系数≤5%,满足播种农艺要求,可以实现准确的种子投放和深度控制,避免种植密度不均匀和深度不一致等问题,从而提高种植效率和作物品质。

景观叙事理论视角下的历史街区景观优化

历史街区作为表达城市人文特性的主要介质,有丰富的历史价值和文化价值,是展示城市风貌的重要载体。景观叙事学作为叙事学的分支,在城市开发、城镇化建设、历史文化传承中均起着重要作用。本研究以广西南宁蒲庙老街为例,寻找历史街区之间的景观叙事联系,探索出新的叙事可能性,以期提升历史街区的文化表达,为其他城市历史街区的发展提供新思路。

装配式临时预制混凝土板路面优化计算及应用研究

采用装配式预制混凝土板作为临时道路路面,具有经济环保的优点。以不产生疲劳断裂作为设计标准和不产生极限断裂作为验算标准,针对路面板的厚度、配筋和混凝土标号等主要参数进行优化计算分析,获得满足临时道路路面条件下最优的装配式预制混凝土板尺寸及材料参数。阐述了装配式预制混凝土板路面在施工道路建设及维护中的优点,并基于现场实际工程应用,介绍了具体的施工技术要点和工艺,实现了施工效率、施工质量与经济效益的全面提升,达到安全可靠、经济适用和绿色环保的目的。

基于变密度法的SLM增材制造无人机承载接头结构拓扑优化设计

针对某大型无人机机身轻量化需求,以选区激光熔化(Selective laser melting, SLM)制造的承载接头结构为研究对象建立有限元模型,基于ANSYS Workbench计算接头结构在不同极限工况下的强度、刚度性能,并根据材料最大许用应力准则进行校核.采用拓扑优化变密度法,以应力最小化为目标、保留质量40%为响应约束,对接头结构进行拓扑优化,根据优化结果设计两种重构方案并进行静力学验证.结果表明,两种模型重构方案分别减重了13.8%和13.3%,在轻量化程度相近的情况下,方案Ⅱ明显具有更小的应力分布以及变形程度,即最优重构方案成功实现轻量化设计,与原结构件相比质量减轻13.3%,且相较于其他方案承载能力最强,满足静态结构设计要求.为大型无人机承载接头结构实现低成本、轻量化的结构设计探索了新的途径.

水稻秸秆营养穴盘热风辅助微波干燥工艺参数优化

为研究水稻秸秆营养穴盘在不同条件下的热风辅助微波干燥最佳工艺,以水稻秸秆营养穴盘的干燥速率和干燥后的形变量为指标,利用响应面研究微波功率、加热温度和热风速度对水稻秸秆营养穴盘热风辅助微波干燥工艺的影响,建立二次多项式的回归模型,并进行干燥工艺优化。结果表明:回归模型拟合性较高,可以较好地描述水稻秸秆营养穴盘的干燥过程;水稻秸秆营养穴盘热风辅助微波干燥的最佳工艺参数,即微波功率为1600 W、加热温度为60℃、热风速度为15 m/s时,干燥速率最快为4.015%/min,形变量最小为1.522 cm。研究结果可为促进水稻秸秆营养穴盘推广与应用提供重要的理论支撑及技术支持。

整车主动悬架滑模控制及多目标优化

为改善车辆主动悬架系统性能,在建立整车主动悬架系统模型的基础上,结合滑模变结构控制理论,提出了一种基于多目标优化的主动悬架系统控制参数的优化方法。基于滑模面到达条件结合李雅普诺夫稳定性理论对滑模控制器进行稳定性验证,建立以车身侧倾角加速度、车身俯仰角加速度和车身垂直加速度为控制目标的多目标优化问题,并利用粒子群算法对控制器参数进行优化。仿真结果表明,优化后主动悬架系统的3个控制目标函数值较优化前分别减小了10.3%、27.3%和20.0%,基于多目标优化的整车主动悬架滑模控制策略改善了整车的乘坐舒适性和操纵稳定性。

高强度混凝土结构施工技术及性能优化

结合工程案例,介绍了高强度混凝土材料的特性表现,从强度提升、收缩变形、抗渗性能、抗裂性能等方面论述了高强度混凝土结构的优化策略,从配合设计、搅拌工艺、浇筑及养护技术等方面探讨了施工技术的改进措施,从而保证高强度混凝土结构的整体性能和施工质量。

优化情境创设

创设能够引起学生认知冲突的情境,激发学生的学习动机,引发学生的积极思维。学科教学中通过创设情境,引发学生的认知冲突,从而使学生明确教学活动的目标,通过教学过程中逐层递进的情境创设,激发学生积极主动的思考。本文以小学科学教学设计为例,分析小学科学教学中情境创设的价值、现状、原则,并提出优化策略,在教学中落实新课标要求,以促进学生科学思维的形成和发展。

存量优化视角下葑门横街更新的织补策略研究

中国式城市化的进程给老旧街区发展带来了机遇与挑战,其交通不畅、空间失活、基础设施陈旧等问题明显。随着城市空间逐渐从增量建设向存量优化转型,老旧街区作为存量空间的重要组成部分,其更新改造成为城市建设工作中的重点之一。文章立足存量优化的视角,选取了符合城市更新发展趋势的织补理论,针对苏州葑门横街道路交通、街巷空间、功能业态、文化属性方面的问题,归纳出其更新改造的织补要素,提出了物质和文化层面的织补策略。文章有利于完善和发展织补理论在城市老旧街区小规模渐进式更新中的应用与可持续发展,为城市老旧街区的更新提供更多的基础理论与科学依据。

积极老龄化视角下华宝村公共空间优化研究

随着乡村老龄化程度的加深,乡村养老环境受到关注,乡村公共空间的适老化整治愈显必要。选择老龄化较为严重的华宝村为研究对象,运用空间句法与实地问卷调查相结合的方式,对华宝村室外公共空间进行分析。从积极老龄化的视角,发现其适老化公共空间存在数量不足、布局和结构有待优化、质量需要提升等问题,并提出在核心区域增设适老化公共空间、调整空间结构与布局、发掘组团内部潜力、增加可识别性等优化空间环境的建议,为优化乡村公共空间适老化建设提供参考。

基于医疗服务半径的中医类医疗机构空间配置及优化研究:以广州市增城区为例

背景随着中国传统医学纳入国际疾病分类第十一次修订本(ICD-11)编码,基层中医医疗资源的合理配置是推动中西医融合和优质医疗资源全民覆盖的保障。基层医疗机构布局和服务能力不均衡,导致城市乡镇地区普遍存在医疗资源供需错位问题。目的了解我国乡镇中医药服务开展状况,科学评价基层中医药诊疗的覆盖范围和服务可及性,为优化基层中医药服务空间资源配置提供新思路并据此提出优化策略。方法基于第七次全国人口普查数据和点状地理空间数据,引入医疗服务半径概念来计算步行模式下不同层级中医类医疗机构的诊疗范围。采用空间核密度指数、空间标准差椭圆等方法揭示中医类医疗服务供需能力的空间公平性。基于以上结果提出中医类医疗资源布局优化类型及措施。结果截至2022年增城区共计医疗机构699家,其中带有床位的中医类医疗机构18家,不同乡镇、街道的中医类医疗机构床位分布呈现出较大的差异。中滩镇千人口床位数为14.31张,在所有街道中排在第一位。永宁街道千人口床位数排在末位,仅为0.89张。增城区中医类医疗机构呈现出明显的双中心格局,中新镇中部、派潭镇北部和石滩镇西南部居民的中医药服务可获得性较弱。不同乡镇的中医药服务供给能力差别较大,中医类医疗机构空间分布同城镇居民的整体空间聚集程度还存在一定程度的不吻合,不同乡镇间的中医药服务半径存在差异。结论中医药发展战略实施以来,中国传统医学得到了保护和发展。应当采取更为科学的策略将中医药服务同城市发展和居民需求紧密结合,积极采取增加设施点、资源转移和下沉相结合、跨区域的中医药信息化联合诊疗的差异化策略,逐步实现真正意义上的全覆盖和中西医并重的战略。

漯河市存量绿地植物景观现状及植物群落优化对策

为了使城市存量绿地达到更高的城市服务水平,结合漯河市存量绿地概况,以植物景观为研究对象,通过园林城市复检结果,研究漯河市存量绿地植物景观现状。结果表明,漯河市存量绿地斑块植物景观布局已取得显著成效,其主要不足表现在存量绿地植物群落方面。针对不足提出优化植物群落的措施与对策,为漯河市存量绿地营造一个稳定的植物群落,从而提升漯河市存量绿地植物景观效果。

老龄化背景下未来乡村户外邻里空间使用评价及优化策略——以浙南第一批未来乡村为例

在老龄化背景下,以浙南地区的未来乡村为案例,探讨户外邻里空间使用的评价及其优化策略。采用层次分析法,构建了包含交通空间、活动场地、绿化景观、服务设施、人文景观和社会氛围六大要素的评价体系。通过回收问卷和专家咨询,分析出活动场地、绿化景观和服务设施对乡村户外空间建设较为重要。实证研究表明,浙南地区的未来乡村在交通空间、绿化景观、人文景观方面表现良好,但在活动场地、服务设施和社会氛围方面存在不足。针对评价结果提出3个方面的优化策略:提升活动场地安全性和功能多样性,提升服务设施的种类数量及管理维护水平,提升活动频率和丰富精神生活。本研究旨在为浙南地区未来乡村的户外邻里空间使用提供一个全面的评价框架体系,并提出针对性的优化策略,以期改善老年人的生活环境质量。

新能源电力系统不确定优化调度方法研究现状及展望

风电场和光伏电站出力的不确定性给电力系统优化调度带来很大技术挑战。文中主要介绍了考虑新能源不确定性的电力系统优化调度方法的研究现状及后续研究方向展望。首先,重点论述了各种不确定优化调度(UOD)方法,包括随机优化方法、鲁棒优化方法、随机鲁棒优化结合方法和基于人工智能技术的方法。其中,随机优化方法包括场景法、机会约束规划法和近似动态规划法;鲁棒优化方法包括传统鲁棒优化法和分布鲁棒优化法;随机鲁棒优化结合方法包括采样鲁棒优化法和分布鲁棒机会约束规划法。然后,介绍了每一种方法的优化模型形式、模型的转化和求解原理及其优缺点。最后,对UOD的后续重点研究方向进行展望,包括兼顾多个目标的UOD问题及多目标不确定优化方法、输配系统UOD问题及分布式不确定优化方法、考虑稳定性约束的UOD问题及含常微分方程约束的不确定优化方法、考虑管道传输动态的综合能源系统UOD问题及含偏微分方程约束的不确定优化方法。

基于网侧资源协调的自储能柔性互联配电系统日前-日内优化

为优化储能型智能软开关(E-SOP)、传统网侧调控设备的运行策略,提升高渗透率光伏配电网运行水平,提出了基于网侧资源协调的自储能柔性互联配电系统日前-日内优化模型。首先,提出了“源网荷储”下多种网侧资源协调利用的多时间尺度优化控制架构;其次,在日前阶段构建计及有载调压变压器、无功补偿装置、联络开关、E-SOP和柔性负荷的长时间有功-无功联合优化模型,在日内阶段建立多目标滚动优化模型,并采用线性化方法将模型转换为混合整数线性规划模型;然后,基于KL散度构建源荷不确定性模糊集,给出日前两阶段分布鲁棒优化模型转化过程和基于列与约束生成算法的求解方法;最后,算例仿真验证所提方法的有效性。

基于改进NSGA-Ⅱ算法的梯级水库多目标优化调度

针对在时间步长较小、计算时段数目较多时,传统智能优化算法在求解梯级水库联合优化调度问题上效率低甚至无可行解的问题,提出了一种改进NSGA-Ⅱ算法。该算法基于NSGA-Ⅱ算法框架,引入参考目标值、潜力目标值、偏移度以及变异引导算子来优化种群进化过程,强化迭代中的种群质量,使获得的解集更加接近真实的Pareto前沿。福建省金溪流域梯级水库多目标优化调度实例验证结果表明,改进NSGA-Ⅱ算法相对其他算法运算效率更高,优化结果更好,具有较好的实用性。

基于改进深度Q网络的虚拟电厂实时优化调度

深度强化学习算法以数据为驱动,且不依赖具体模型,能有效应对虚拟电厂运营中的复杂性问题。然而,现有算法难以严格执行操作约束,在实际系统中的应用受到限制。为了克服这一问题,提出了一种基于深度强化学习的改进深度Q网络(improved deep Q-network,MDQN)算法。该算法将深度神经网络表达为混合整数规划公式,以确保在动作空间内严格执行所有操作约束,从而保证了所制定的调度在实际运行中的可行性。此外,还进行了敏感性分析,以灵活地调整超参数,为算法的优化提供了更大的灵活性。最后,通过对比实验验证了MDQN算法的优越性能。该算法为应对虚拟电厂运营中的复杂性问题提供了一种有效的解决方案。