Dynamic phase-mining optimization in open-pit metal mines

Three important aspects of phase-mining must be optimized:the number of phases,the geometry and location of each phase-pit(including the ultimate pit),and the ore and waste quantities to be mined in each phase.A model is presented,in which a sequence of geologically optimum pits is first generated and then dynamically evaluated to simultaneously optimize the above three aspects,with the objective of maximizing the overall net present value.In this model,the dynamic nature of the problem is fully taken into account with respect to both time and space,and is robust in accommodating different pit wall slopes and different bench heights.The model is applied to a large deposit consisting of 2044 224 blocks and proved to be both efficient and practical.

基于拉丁超立方体的改进白骨顶鸡算法

针对白骨顶鸡算法求解工程问题时收敛速度慢,易陷入局部最优等不足,提出一种基于拉丁超立方体的改进白骨顶鸡算法。使用拉丁超立方体抽样增强初始种群的均匀性和多样性;引入非线性决策因子和自适应动态边界机制,提高算法全局搜索和局部开发能力;利用柯西变异对最优解进行扰动,帮助算法跳出局部最优。在16个基准函数、高维函数和工程问题进行仿真,其结果验证,该算法收敛速度和寻优精度良好,在工程问题上具有可行性和有效性。

用于训练神经网络的自适应梯度下降优化算法

由于神经网络规模的扩大,模型训练变得越来越困难.为应对这一问题,提出了一种新的自适应优化算法——Adaboundinject.选取Adam的改进算法Adabound算法,引入动态学习率边界,实现了自适应算法向随机梯度下降(SGD)的平稳过渡.为了避免最小值的超调,减少在最小值附近的振荡,在Adabound的二阶矩中加入一阶矩,利用短期参数更新作为权重,以控制参数更新.为了验证算法性能,在凸环境下,通过理论证明了Adaboundinject具有收敛性.在非凸环境下,进行了多组实验,采用了不同的神经网络模型,通过与其他自适应算法对比,验证了该算法相比其他优化算法具有更好的性能.实验结果表明,Adaboundinject算法在深度学习优化领域具有重要的应用价值,能够有效提高模型训练的效率和精度.

冲积河流推移质输沙最优河道形态影响因素理论分析

为从理论上确定水沙动力、阻力和边界条件对冲积河流推移质输沙最优河道形态和最小比降的影响,基于水力半径分割方法将河床整体糙率划分为河岸糙率和河底糙率;采用河道形态自动调整变分方法,以等腰梯形为河道过水断面,推导推移质输沙率与河道形态的关系,分析河岸与河底相对糙率、河岸坡角、流量、输沙率、中值粒径和河底糙率对最优河道形态和最小比降的影响。结果表明:最优河道形态和最小比降随河岸与河底相对糙率的增大而减小,随河岸坡角的增大而增大。流量或者河底糙率的增加将使最小比降减小,同时造成最优河道形态趋向窄深。输沙率或者中值粒径的增加将使最小比降增大,但两者对最优河道形态演变的影响不同,输沙率增大将使最优河道形态向宽浅发展,而中值粒径增加将使最优河道形态向窄深发展。

基于复杂边界的牵引车车架疲劳研究

为提高车架疲劳寿命计算精度和在设计阶段对车架寿命进行准确预测,须考虑主结构外连点处动载荷对车架疲劳的影响及耦合作用,故本文中提出基于复杂边界的车架疲劳研究方法。通过试验场整车载荷谱采集,得到其全循环损伤值,基于损伤等效原理获得多种路面组合损伤值,与全循环损伤值等效精度为99.5%。构建主结构外连点的有限元车架模型,输出复杂边界的单位应力场;基于载荷谱、台架数据建立含有鞍座、拖车系统的高精度整车动力学模型,获取外连点处动载荷;由疲劳损伤理论计算车架疲劳,疲劳分析结果由试验场路试验证,结果表明基于复杂边界的车架模型仿真精度高,结合局部优化、模型重构使车架寿命满足要求。

考虑地震动力响应的复杂地基碾压混凝土重力坝分缝优化研究

为了探究高碾压混凝土重力坝横缝切割对坝体抗震性能的影响,以高地震烈度、砂泥岩互层地基的巴基斯坦玛尔水电站碾压混凝土重力坝工程为研究对象,通过建立三维整体有限元模型,并引入自编黏弹性动力边界程序,分别计算了设计地震、最大可信地震(Maximum Credible Earthquake,MCE)作用下,输入规范波、场地波、Koyna波时坝体的动力响应及差异;通过模拟横缝切割1/3高度、2/3高度和全分缝3个对比方案,并以承载能力极限状态设计式定义的比值为依据,综合评价了碾压混凝土重力坝抗震安全状态。结果表明:当输入波为规范波时,在MCE作用下,横缝切割1/3高度和2/3高度方案坝基面的抗力效应比系数(η)均大于1,全分缝方案下ηmin=0.91,且总计6次在0.6 s时长内η值均小于1,经综合考虑,横缝切割2/3高度可作为施工推荐方案。研究成果可为高地震烈度、复杂地质条件下的碾压混凝土重力坝工程优化布置提供参考。

领航者-跟随者集群系统的队形优化与控制

针对集群系统中领航者-跟随者的队形优化问题,基于分布式优化理论,将最优队形问题建模为在线聚合优化问题.跟随者有一个与自身位置和集群中心位置相关的目标函数,并通过衡量一段时间内所有目标函数和收益制定最优决策.基于梯度下降法和动态平均一致性方法,提出一种固定步长分布式离散时间算法.采用矩阵放缩理论,证明动态遗憾界与常数项和在线时间相关.仿真实验证明算法的有效性.

分级优化用于边值固定的化工动态优化问题

针对边值固定的化工动态优化问题,提出了分级优化策略,包括约束优先与目标优先两种方案,它们的基本思想是将原问题转化为一系列的边值无约束问题,采用目前成熟的优化算法加以集成即可实现.对于控制变量受箱型约束的问题,采用三角函数转换将其转化为控制无约束问题.分级优化策略避免了罚函数策略的缺陷.实例研究显示了分级优化策略能以足够的精度满足边值约束,三角函数转换法是可行的.

一种基于动态边界的粒子群优化算法

2007年提出的标准粒子群优化算法(PSO-2007)在进化的后期容易出现停滞现象而导致早熟收敛,为此本文提出了一种基于动态边界的粒子群优化算法(DBPSO).该算法根据停滞期粒子运动的特点,将边界动态调整策略引入到PSO-2007中,通过跟踪粒子飞行位置的分布动态调整搜索空间的边界,引导粒子在更有效的区域内进行搜索,从而减轻早熟收敛,提高收敛精度.典型测试函数的求解实验结果表明DBPSO是可行而有效的.

含风电场和抽水蓄能电站的多目标安全约束动态优化调度

建立含风电场和抽水蓄能电站的电力系统动态优化调度模型,以总燃料耗量、污染气体排放量和购电费用最小为目标,并考虑基态和N-1条件下的网络安全约束和抽水蓄能机组的运行调度约束。引入满足互补条件的两个连续变量发电功率和抽水功率来描述抽水蓄能机组的运行特性,避免引入离散变量,并通过对抽水蓄能机组各个时段的工况约束的累加来减少不等式约束个数。并采用"校验—添加—再校验—再添加"的思想处理N-1安全约束,提高了求解效率。采用法线边界交叉法(normal boundary intersection,NBI)和内点法求解多目标优化问题获得均匀分布的Pareto最优解集。某省级167机2299节点系统的计算结果表明,所提出的方法能够综合考虑发电计划在安全性、经济性和环保性之间的最优折中,并发挥抽水蓄能电站削峰填谷和应对风电场出力随机性的作用。

基于拓扑优化的结构动力学边界条件优化设计

对于处于恶劣振动环境中的工程结构,为了控制结构振动水平,需要准确地分析、预测结构的动力学特性,对结构进行动态设计。进行环境振动试验,需要试验夹具能够反映或模拟实际结构的动力学边界条件,是一个结构动力学边界设计问题。针对结构边界的动力学设计,开展在固有频率和振型要求下的结构边界动力学拓扑优化研究。数值算例采用的原型结构是一机翼刚架模型,通过对边界板进行拓扑优化,采用遗传算法来实现其优化过程。结果表明:基于结构的拓扑优化来模拟动力学边界条件是可行的。

车体结构振动模态仿真与试验一致性分析

通过对比分析车体钢结构和整备两种车体状态中的仿真和试验数据,利用试验数据,采用尺寸优化的方式,调整弹性支撑刚度系数来修改车体的边界约束条件,使得仿真数据与试验数据达到很好的相关度,为以后的车体模态计算分析提供强有力的支持.

机械结构边界条件动态设计方法研究

仅通过边界条件的动态设计而不改变结构的内部参数 ,在一定条件下 ,使结构满足给定的多阶固有频率与振型的要求 .通过边界参数的改变量 ,建立了边界条件改变前后 2个系统之间的关系 ,并将上述关系由物理坐标转换至模态坐标 ,得到结构在新的边界条件下的特征方程 .在此基础上 ,采用逐步二次规划法 ,对边界参数进行了优化求解 .此外 ,研究了模态截尾对算法的影响以及补偿方法 .本文方法具有精度高、物理概念清晰。

不确定信息下基于改进粒子群算法的Web服务选择

针对有QoS保障的组合服务选择中,Web服务的QoS难以精确测量以及用户的QoS需求难以准确表达的问题,提出了一种不确定信息下服务选择的新方法,该方法采用区间数的形式描述用户的QoS需求以及服务的QoS指标,引入组合服务用户满意度评价,基于带有动态边界的改进粒子群算法寻找满足用户全局QoS需求的Web服务组合方案。实验结果表明,该方法有效可行。

大电网多目标动态优化调度的解耦算法及并行计算

针对风电规模化接入,兼顾发电总燃料耗量、污染气体排放量和购电费用最小的大电网多目标动态优化调度模型,提出基于法线边界交叉(NBI)法和原对偶内点法的多目标解耦算法及并行计算。该算法首先根据NBI法的基本原理将多目标优化问题转换为一系列单目标优化问题,再根据内点法求解这类单目标优化问题时形成的修正方程系数矩阵的特殊结构,对修正方程进行解耦降阶处理,实现静态变量和动态变量的解耦分离,最后借助Matlab并行计算平台实现并行计算,快速有效地得到一系列均匀分布的Pareto最优解,为运行人员提供决策指导。在某省级电力系统上的计算结果表明,所提算法能够快速、有效地获取多目标动态优化调度问题的Pareto最优解集,具有很好的实用价值。

基于发动机运行区域动态边界优化的混合动力客车能量管理策略研究

针对插电式单轴并联天然气发动机-电机混合动力城市客车开发了整车控制系统和能量管理策略,完成了系统硬、软件设计并进行了试验验证。其中能量管理策略的开发是基于电池荷电状态和发动机最高效率区动态边界优化,即引入空间轨迹优化算法实时优化发动机高效运行的边界参数,以保证发动机能在所需模式和电池允许的SOC下尽可能运行于高效区域。在道路试验中,该策略能够使车辆在多种工作模式之间稳定可靠运行和切换,结果表明,搭载该整车控制系统的混合动力城市客车与同类型传统客车相比,0-50km/h的加速时间缩短15.8%,燃料消耗降低26.9%。

优选策略的自适应蚁狮优化算法

针对基本蚁狮优化算法收敛速度较慢、易陷入局部极值、高维求解精度较低等缺点,提出具有自适应边界、优选轮盘赌和动态比例系数的改进蚁狮算法.在蚂蚁围绕蚁狮游走的过程中引入自适应边界机制,增加蚂蚁种群活跃性,防止算法陷入局部极值.轮盘赌选择蚁狮过程中加入优选轮盘赌策略,在保持蚁狮个体多样性的同时加快算法收敛速度.在蚂蚁位置更新公式中加入动态比例系数,提高算法前期的探索能力和后期的开发能力.理论分析证明文中算法的时间复杂度与基本算法相同.针对16个不同特征标准测试函数,在多个维度上的优化仿真实验测试结果表明,文中算法具有较好的可行性,寻优精度和收敛速度均有明显提升,受维度变化影响很小,高维求解能力更强、更稳定.

考虑风电接入的大型电力系统多目标动态优化调度

针对风电接入的大型电力系统,提出了以发电总燃料耗量、污染气体排放量和购电费用最小为目标的多目标动态优化调度模型,并考虑了抽水蓄能机组的实际运行特性对优化调度的影响。采用法线边界交叉法将多目标优化问题转换为一系列单目标问题,并采用原对偶内点法求解,从而获得均匀分布的帕累托最优解。根据熵权双基点法决策出折中最优解,为运行人员提供决策指导。在某省级电力系统上的计算结果表明,法线边界交叉法和熵权双基点法的结合能够快速、有效地求解电力系统多目标动态优化调度问题。

双流道泵叶轮边界涡量流分析与水力优化

为优化双流道泵叶轮,对原始泵的内流场进行数值模拟,引入边界涡量动力学理论进行流动诊断,分析了叶轮表面的边界涡量流(BVF)、摩擦力线以及涡量线的分布规律,找到了叶轮内产生不良流动的位置及其动力学根源。根据流动诊断结果,有针对性地调整影响双流道泵叶轮内流状态的结构参数,得到优化后的双流道泵叶轮。联合CFD计算和边界涡量动力学流动诊断方法,对比分析了优化前后的双流道泵叶轮,结果表明:优化后叶轮表面的BVF、摩擦力线以及涡线分布得到明显改善,BVF峰值和均值均显著降低,均匀性指数更接近于1,流动分离被抑制,叶轮受力状况得到改善,扬程和效率等水力性能明显提高。研究结果证明了基于边界涡量动力学理论的流动诊断和优化方法在流道式叶轮机械中应用的可行性。

一种满足结构动态特性要求的支持元件设计方法

对支持元件在结构动态特性设计中的重要性作了深入分析，提出了一种利用给定的固有频率、非完全的振型数据设计支持元件，使结构系统满足动态特性要求的支持元件设计方法。文中将支持元件的质量、刚度矩阵表示成设计变量的函数，根据要求的固有频率，已知支持情况的结构有限元模型，用简单的插值法获得了支持元件设计变量的初值；再设计过程中，为了避免振型数据不全的矛盾，采用聚缩模型的形式依据正交条件构造误差函数，用约束变尺度优化方法获得支持元件的最终设计结果。误差函数的梯度用差分法计算。最后详细给出了该方法在某型飞机机翼颤振吹风模型支持元件设计时实际应用的全过程，结果表明效果良好。