基于GA-PSO算法的冻土本构模型参数识别

遗传算法(GA)与粒子群算法(PSO)分别具有缺乏目标导向性和易陷入局部最优的缺点,但同时分别具有全局搜索能力强与能有效传递优势信息的优点。本文以GA计算步结合精英保留策略作为PSO计算步的优势信息,避免PSO算法陷入局部最优,以PSO计算步结合非精英优化策略作为GA计算步的导向信息,克服GA算法缺乏目标导向的问题,建立了GA-PSO新算法。其具体过程为,通过采用GA计算步对解空间进行全局搜索并对精英个体进行保留,进一步,将适应度较差的个体利用PSO计算步进行优化。基于多峰函数的验证结果表明,GA-PSO算法在解空间中具有更强的全局搜索能力,同时具有更快的收敛速度。将GA-PSO算法应用到冻土非正交弹塑性本构模型的参数识别中,通过模型的参数识别以及模型预测结果对比与验证,结果表明GA-PSO算法能够有效识别冻土非正交弹塑性本构模型的参数,提升了模型的预测效果。

基于GA-ABC算法的多目标优化约束应用研究

引言.近年来,多目标优化约束问题在多个领域受到广泛关注,因其涉及多个冲突目标的最优化及约束条件。传统优化算法在解决这类问题时存在诸多局限。因此,本文采用基于遗传算法(Genetic Algorithm,GA)和人工蜂群算法(Artificial Bee Colony,ABC)的混合优化算法--GA-ABC解决多目标优化约束问题[1-2]。GA模拟自然进化,ABC模拟蜜蜂觅食行为,两者结合可提升求解效率和精度[3]。

岩质边坡最危险滑裂面的GA-Sarma算法研究

基于现有国内外边坡极限平衡法稳定性分析软件在岩质边坡滑裂面搜索中的局限性,将遗传算法(GA)和Sarma法相结合,提出岩质边坡最危险滑裂面的GA-Sarma算法。GA-Sarma算法解决以折线形为滑面形态、以层面等结构面为边界任意条分并满足条块间边界力平衡原理、滑裂路径可追踪顺坡向不连续结构面的岩质边坡最危险滑裂面的全局优化问题。

基于PSO-BP-GA混合算法的激光熔覆工艺多目标优化

目的为了提高镍基高温合金熔覆涂层的综合质量,提出了一种基于PSO-BP-GA混合算法的激光熔覆工艺优化方法。方法选取工艺参数(激光功率、扫描速度、送粉速率)为优化变量、熔覆层质量(稀释率、显微硬度、热影响区深度)为优化目标,根据正交试验结果建立PSO-BP神经网络预测模型,采用线性加权法和层次分析法建立熔覆层质量的综合评价体系,结合GA算法探寻综合质量最优的工艺参数组合。结果PSO-BP神经网络模型预测值与试验值之间的相对误差不超过6%,最优工艺参数组合如下:激光功率为2158 W、扫描速度为10.4 mm/s、送粉速率为2.9 r/min,其熔覆层稀释率降低了70.4%、显微硬度增大了25.4%、热影响区深度减少了41.8%。结论该算法为制备出高性能镍基高温合金熔覆涂层提供了一定的参考与借鉴。

机载分布式智能蒙皮波束综合算法研究

针对机载智能蒙皮天线孔径共形和分布化的特点,开展了基于Broyden族算法的波束综合优化研究。算法以最小化副瓣电平为优化目标,通过K-S函数连续化处理,实现低副瓣波束赋形。通过不同的加权方式对算法的有效性进行了验证,相与遗传算法(genetic algorithm,GA)等随机优化算法,本文算法收敛速度快,能够避免陷入局部最优,适用于大规模非均匀共形天线阵列,具有较高的工程应用价值。

基于模糊GA算法的创新型产业集群成员选择方法——以安徽省芜湖高新区新能源汽车产业集群为例

为构建具有更好创新发展能力的新能源汽车产业集群,提出了一种基于模糊GA算法的集群成员选择方法。通过泰尔指数嵌套分析法确定新能源汽车创新型产业集群成员的选择范围;利用模糊GA算法对代表企业组织机构单一指标数据信息的染色体进行模糊化处理;采用二进制编码对染色体进行编码处理;再结合适应度值对编码后的染色体进行聚类,形成不同的种群;最后,按照产业集群优化的目标,对初选成员进行迭代选择,得到最优的产业集群成员。以安徽省芜湖高新区新能源汽车产业集群为研究案例,证实了根据本文所提方法构建的产业集群,具有较高的创新能力和抗风险能力。

融合GA优化算法的数字孪生模型在石油旋转机械诊断中的应用

为根据模态信号频率水平确定石油旋转机械当前故障行为所属类别,实现对机械设备故障行为的准确诊断,针对融合GA(genetic algorithm遗传算法)优化算法的数字孪生模型在石油旋转机械诊断中的应用展开研究;定义GA算法优化规则,并在此基础上,建立数字孪生模型,再联合相关故障行为数据,完成对石油旋转机械运行数据的聚类运算,实现基于数字孪生模型的石油旋转机械运行数据聚类处理;计算运行数据损失情况,通过模态分解描述性样本的方式,将核心诊断信息重新耦合在一起,联合求解所得的超参数指标,定义具体的数据样本集中训练模式,实现对石油旋转机械的诊断;实验结果表明,上述诊断方法的应用,对于每一类故障行为模态信号频率的诊断都属于该信号的标准频率数值区段之内,符合100%精准诊断机械故障行为的应用需求,在准确诊断石油旋转机械故障行为方面的可行性能力较为突出。

运用GA-BP算法的BKlob模型优化分析

为了进一步提升北斗卫星导航系统(BDS)克洛步伽(Klobuchar)电离层模型(BKlob)在亚太以外区域的服务性能,提出利用遗传算法(GA)优化反向传播神经网络(BP)对BKlob模型进行改进:对BKlob模型残差进行相关性分析和周期性检测;然后采用遗传算法优化BP神经网络(GA-BP)算法对模型残差进行7、30和150 d的预测,以实现对BKlob模型的改进;最后,分别以全球电离层格网图(GIM)产品为参考和单频单点定位精度提升,评估改正精度。实验结果表明:BKlob模型残差不同格网点处具有较强的相关性,且受地理纬度影响较大,受地理经度影响较小;改进的BKlob模型改正性能有明显提升,在高纬度地区和全球范围,改正率可提升50.0%、30.0%以上;采用改进的BKlob模型进行伪距单点定位(SPP)解算,三维方向均方根误差(RMSE)可提升14.84%,北(N)、天(U)方向定位精度明显提升。

基于集成替代模型和遗传算法的地下水污染源信息识别

准确识别污染源信息是高效治理和修复地下水污染的前提。为解决使用传统模拟优化方法识别污染源信息过程中产生的严重计算负担问题,文章首先建立BP神经网络(back propagation neural network,BPNN)模型、支持向量回归(support vector regression,SVR)模型和核极限学习机(kernel extreme learning machine,KELM)模型代替传统模拟优化方法中的地下水水流和溶质运移模拟模型。然后,使用简单平均法和遗传算法(genetic algorithm,GA)计算权重值并建立集成替代模型进一步提高模型精度。最后,将表现最优的基于遗传算法建立的集成替代模型嵌入识别污染源信息的优化模型中。算例结果分析表明,嵌入基于遗传算法建立的集成替代模型的优化模型相较于传统模拟优化模型计算时间由11 d大幅度缩短至39 min,且求解所得的污染源信息参数接近真实值,可用于解决污染源信息识别问题。

基于GRA-GASA-SVM的煤层瓦斯含量预测方法研究

为提升煤层瓦斯含量预测精度,提出一种采用遗传模拟退火算法混合优化支持向量机(SVM)参数的瓦斯含量预测模型(GRA-GASA-SVM模型)。该模型将GA和SA整合为遗传模拟退火算法协同优化SVM的参数,以解决传统网格寻优算法取值范围无法确定和单一智能算法优化程度有限等问题。利用灰色关联分析(GRA)压缩数据集维度,建立瓦斯含量预测参数体系并作为GASA-SVM的输入数据集。结果表明:SVM模型、GA-SVM模型和GASA-SVM模型10折交叉验证瓦斯含量预测总平均相对误差分别为15.98%、13.55%和10.58%。相比SVM模型和GA-SVM模型,GASA-SVM模型预测稳定性更优、预测精准度更高且对新样本泛化能力更强。

基于改进遗传算法的家电回收车辆路径规划方法

为了提高家电回收效率以及降低回收成本,提出了一种基于改进遗传算法(GA)的家电回收车辆路径优化方法。将家电回收车辆路径规划问题建模为一个变体的旅行商问题(TSP)以最小化运输成本,但该问题难以在多项式时间内进行求解。提出了一种基于高斯矩阵变异(GMM)算子的改进遗传算法,利用原始站点数据信息中隐含的站点位序分布特性建立高斯概率矩阵,并采用轮盘赌选择法将高斯概率矩阵作用于个体基因突变,在保证种群基因多样性的同时,引导种群向高适应度方向进化。最后,采用上海地区的家电回收点实际数据开展实验仿真以验证所提出算法的有效性,并与其他算法进行对比。结果表明,与传统遗传算法相比,在将求解精度差保持在1%以内的情况下,所提出改进遗传算法的平均收敛速度可以提升50%~60%,算法耗时降低48%。

基于GA-PSO-Otsu算法的质子交换膜燃料电池催化层孔结构自适应识别

车载质子交换膜燃料电池催化层的孔结构识别效率低、精度差且实验要求严格,无法适应日趋规模化的行业发展体系,因此针对该问题,本文提出基于遗传粒子群的最大化类间方差(GA-PSO-Otsu)优化算法,实现对催化层扫描电镜图孔径分布和孔隙率高效、精确且自适应的识别和测算。首先,协同引入高斯卷积核与二值化阈值最大化类间方差,有效降低噪声和手动调参对精度和效率的影响,实现自动化去噪和孔结构识别;其次,进一步提出遗传粒子群算法,有效解决传统方法遍历参数耗时长和易陷入局部优化的问题,兼具高精度和高效率的优点;最后,通过对催化层结构和灰度分布差异明显的扫描电镜图的对比实验验证,表明该方法具备良好的鲁棒性、自适应性和实用性,与遍历所有参数的传统Otsu算法的孔隙率误差小于0.5%,测算耗时降低约26.2%。

基于GA-BP神经网络的船舶空冷器状态预测

当前船舶空冷器的工作状态主要依靠空冷器冷却后的增压空气温度T_(A2)判断,通常按设定阈值触发报警,存在预警差和精度低等问题。对此,提出一种基于GA-BP(Genetic Algorithm-Back Propagation)神经网络的T_(A2)预测方法。利用BP神经网络构建空冷器状态预测模型,通过对比运行过程中T_(A2)实测值与预测值的偏差,及时发现空冷器的异常状态;引入GA解决BP神经网络存在的收敛速度慢和易于陷入局部最优解等问题。为验证基于GA-BP神经网络的预测方法的有效性,选取多组空冷器清洗前后的状态数据进行训练和验证,结果表明该方法能有效识别空冷器的异常状态。

基于FCM算法的中小型转动设备故障检测研究

针对现有算法在中小型转动设备故障检测中存在的收敛速度慢、故障识别率低等问题,提出一种基于FCM融合算法的故障检测方案研究。对原始故障集做降噪处理,基于模糊熵值理论在多尺度条件下提取故障向量的隶属度;利用GA算法优化FCM算法的迭代性能和收敛性能,分别更新故障特征向量模糊隶属度矩阵和聚类中心矩阵,以达到改善聚类精度,提高故障识别率的目的。实验结果显示,该算法在不同的聚类中心数量及故障类别的条件下,能够获得更好的聚类效果和更高的收敛速度,训练集合和测试集的平均故障识别分别可以达到99.19%和98.23%。

基于GA优化卷积神经网络的含分布式光伏低压台区电能质量扰动特征识别研究

针对扰动特征识别效果较差的问题,采用基于GA优化卷积神经网络的含分布式光伏低压台区电能质量扰动特征识别方法。获取各尺度扰动信号的分解系数,求解电扰动信号各尺度的能量值与能量熵,将能量值与能量熵当成扰动特征提取的依据,完成扰动特征提取;利用GA算法优化卷积神经网络结构参数,在优化后的卷积神经网络内输入提取的扰动特征,输出扰动特征识别结果。通过仿真实验得出,该方法能有效提取扰动特征,提取到的特征类型数量与实际类型数量一致;在噪声环境下,该方法依旧能够有效识别扰动特征,最低识别精度高达98.7%。

基于GA-Sarma算法的边坡最不利滑裂面搜索方法

传统方法在选取潜在滑裂面关键点时,未综合考量剪切滑裂点、受拉滑裂点对搜索过程的影响程度,导致搜索过程易陷入局部最优,从而丢失其他同等级搜索数据。针对这一问题,本研究设计了基于GA-Sarma算法的边坡最不利滑裂面搜索方法。该方法通过计算边坡稳定性系数的实际值提取边坡潜在滑裂面,然后根据剪切滑裂点、受拉滑裂点的特性,选取潜在滑裂面关键点。进而,基于GA-Sarma算法建立目标函数和适应度函数,在考虑变异的前提下搜索边坡的最不利滑裂面。实验测试区域中包含3处最不利滑裂面、5处刚刚形成且危险程度偏低的滑裂面、14处潜在滑裂面。测试结果表明:在20轮测试中,本文方法与两组传统方法搜索到的最不利滑裂面个数平均值分别为3处、1.4处以及0.8处,从而验证了GA-Sarma算法强化了边坡最不利滑裂面搜索效果。该方法可为边坡支护、加固及改造等地质工作提供更加可靠的技术支持。

基于神经网络算法的无线网络安全模型设计

为实现对无线网络的有效保护,文章运用BP神经网络和GA遗传算法,完成对无线网络安全模型设计。首先,将BP神经网络与GA遗传算法进行有效的融合,提出一种GABP神经网络算法。其次,针对无线网络安全问题,运用该算法,从无线网络拓扑结构设计、无线网络入侵检测单位模型构建入手,完成对无线网络安全模型的设计。最后,对该模型进行仿真分析。结果表明:将BP神经网络与GA遗传算法应用到无线网络攻击类型中从而提高识别率,降低了误报率,确保了无线网络的安全性和可靠性。笔者希望该研究可以为相关人员提供有效的借鉴和参考。

一种基于PSO和GA的混合算法

结合PSO算法和GA算法的优势,提出了一种新颖的PSO-GA混合算法(PGHA)。混合算法利用了PSO算法的速率和位置的更新规则,并引入了GA算法里的选择、交叉和变异思想。通过混合算法对4个标准函数进行实验并与标准PSO算法比较,结果表明混合算法表现出更好的性能。

基于GA和MP的信号稀疏分解算法的改进

信号的稀疏表示在信号处理的许多方面有着重要的应用,基于MP的稀疏分解是目前信号稀疏分解的最常用方法,也是几乎所有稀疏分解算法中速度最快的,但其存在的关键问题仍然是计算量十分巨大。基于利用MP(Matching Pursuit)方法实现的信号稀疏分解算法,采用遗传算法(GA)快速寻找MP过程中每一步分解的最佳原子。并针对基本遗传算法存在的未成熟收敛和易陷入局部最优解的问题,提出了对基于GA和MP的信号稀疏分解的一种改进算法,实验结果证实了改进算法的有效性。

模糊逻辑系统的GA+BP混合学习算法

提出一种在GA中融入BP算法的混合学习算法以实现模糊逻辑系统的自学习 .利用遗传算法的全局最优性在大范围内搜索可能的极值 ,而用BP算法的误差梯度下降特性在极值点附近快速搜索 ,从而达到了全局最优与快速搜索的有机结合 .仿真结果表明 。