Performances of improved Tent chaos-based FM radar signal

A novel algorithm is proposed to solve the poor per- formance problem of the Tent chaos-based frequency modulation （FM） signal for range-Doppler imaging, which takes it into complex multi-segment system by increasing its segments. The simulation results show that the effectiveness of the proposed algorithm, as well as the performance of the improved Tent FM signal is obvious in a multipath or noise propagation environment.

基于Tent-ASO-BP的短期电力负荷预测模型

针对短期电力负荷预测精度低与可靠性差的问题,设计一种基于Tent-ASO-BP的电力短期负荷预测模型。该模型利用了Tent混沌映射的方法,设计了一种原子种群初始化方法,其在保证个体的同时选出适应度最优的个体,增强原子种群在分布空间的均匀性,进而加快ASO算法的收敛;同时引入自适应,增加该算法的局部探索和开发能力;将改进的ASO算法应用于BP神经网络参数优化,搭建了Tent-ASO-BP预测模型对短期电力负荷进行预测。使用Matlab工具进行仿真,通过对Tent-ASO-BP、ASO-BP和BP三种算法进行实验对比,结果表明,Tent-ASO-BP网络预测模型的RMSE、MAE和MAPE分别为32.736 MW,51.783 MW和6.623%,相比于ASO-BP和BP网络预测模型有明显减少,得出该模型具有更强的迭代能力和更强的局部寻优能力,为电力系统短期电力负荷预测提供依据,具有普遍的指导意义。

基于多策略麻雀搜索算法的径向基神经网络时延预测方法

网络诱导时延序列存在随机性和不稳定性,单一的预测算法难以准确预测,针对该问题,提出一种基于多策略麻雀搜索算法(ISSA)的径向基神经网络(RBF)时延预测方法来准确预测网络时延。首先,为了应对麻雀种群初始分布不均匀的问题,增加改进Tent混沌映射来提高种群早期的分布质量,并引入新的惯性权重因子改进发现者位置更新策略,扩大麻雀早期寻优范围;随后引入正余弦优化算法(SCA)更新跟随者位置,避免种群后期陷入局部最优。其次,考虑到RBF隐含层节点中心,幅值以及输出层权值不确定的问题,提出利用ISSA算法寻优求取。最后,搭建改进的时延预测模型并输入实测时延数据得到预测时延值。实验研究结果表明:相较于传统SSA-RBF模型,文中提出的ISSA-RBF时延预测模型的MSE、MAE和MAPE分别提高了69.46%、32.83%、34.43%,可有效预测网络时延,为之后的时延补偿提供基础。

基于反吸引速度更新机制的改进蜉蝣算法

针对蜉蝣算法(MA)前期收敛速度较慢、后期寻优精度不高等问题,提出一种基于反吸引速度更新机制的改进蜉蝣算法(MMOA)。采用改进型Tent混沌序列初始化蜉蝣种群,使蜉蝣分布更加均匀,提升了种群的多样性;结合MA的特点,引入反吸引速度更新机制指导蜉蝣速度更新,平衡算法的全局搜索和局部寻优能力,进而提升算法的收敛性能;对全局最优蜉蝣进行逐维的重心反向学习变异,降低各维度间的干扰,帮助算法跳出局部最优并加速收敛。基于12个标准测试函数和部分CEC2017测试函数进行对比仿真实验,结果表明:MMOA较灰狼优化(GWO)算法、MA等算法在收敛速度、寻优精度和稳定性等方面都具有明显优势。

基于改进GOOSE算法的VMD体征信息研究

本文中依靠60 GHz调频连续波(FMCW)毫米波雷达,通过改进的GOOSE算法,在种群初始化阶段结合Tent混沌映射,在探索阶段运用Levy飞行策略提升算法的全局搜索能力。然后,通过改进的GOOSE算法去应用到变分模态分解(VMD)中,得到k和α最优值。对GOOSE算法的改进提高了呼吸心率的检测的精度。最后,该实验结果表明:利用改进的GOOSE优化算法对VMD算法进行参数自适应优化,通过对信号的重构后分析,有效地去除了噪声分量,提高了分解效率。

基于Tent映射的混沌混合粒子群优化算法

为改善基本粒子群优化算法的寻优性能,通过算法混合,在粒子群优化算法中逐步引入优进策略和混沌搜索机制,以加强粒子群的局部寻优效率和全局寻优性能。并将粒子分为两类,分别执行不同的进化机制,实现协同寻优,从而构建为一种新的混沌混合粒子群优化算法。标准测试函数的仿真优化结果表明,该混合算法对较大规模的复杂问题具有较强的求解能力。算法寻优效率高、全局性能好、优化结果稳定,性能明显优于标准粒子群优化算法以及遗传算法等单一的随机搜索方法。

改进分段Skew Tent映射及其在扩频通信中应用

混沌序列用作扩频系统扩频码,具有码元丰富、保密性好等优点。针对传统Skew Tent映射所产生随机序列的混沌特性较弱,特别是其随机性、相关性等指标较差等不足,将Skew Tent映射进行分段对偶扩展获得一种改进分段Skew Tent映射构造方法,并将其所产生的随机序列用于构造扩频通信系统的扩频码。通过扩频通信系统仿真测试验证了改进分段Skew Tent映射相比Skew Tent映射具有更加良好的混沌特性,以及所产生随机序列作为扩频系统地址码在降低系统的误码率方面有了较大的改善。改进分段Skew Tent映射作为加密算法用于图像通信系统中,有效提高了图像信息的传输质量和安全性。混沌映射进行分段对偶扩展是一种行之有效的改进方法,混沌特性更好的迭代映射更利于扩频通信在军民领域的广泛应用。

基于自适应Tent混沌搜索的粒子群优化算法

为解决粒子群优化算法易于陷入局部最优问题,提出基于自适应Tent混沌搜索的粒子群优化算法。应用Tent映射初始化均匀分布的粒群,并以当前整个粒子群迄今为止搜索到的最优位置为基础产生Tent混沌序列,混沌序列的搜索范围采用自适应调整方法。该方法可以有效避免计算的盲目性,还能够快速搜寻到最优解。实验表明该算法在多个标准测试函数下都超越了同类改进算法。

基于混合策略麻雀搜索算法优化的DC-DC变换器自抗扰稳压策略

为抑制城轨列车频繁启停引起的牵引网电压剧烈波动,在车载储能DC-DC变换器中设计一种基于改进麻雀搜索算法的自抗扰控制器。首先,建立DC-DC变换器的一阶自抗扰控制器进行稳压控制;然后,为提高系统快速性和抗扰性,引入麻雀搜索算法进行控制器参数寻优;之后针对麻雀搜索算法易陷入局部最优的缺点,引入Tent混沌序列和多样化变异处理,并提出基于樽海鞘算法的新型改进算子对麻雀搜索算法进行改进;最后,根据列车的速度曲线进行仿真验证。通过实验对比,自抗扰控制器在启动加速阶段的电压调节时间相较于PI控制、传统自抗扰和麻雀搜索自抗扰分别减小0.012、0.006、0.003 s,在制动减速阶段分别减小0.0054、0.0025、0.0015 s,结果表明所设计的控制器的可行性和有效性。

基于Tent映射的自适应混沌混合多目标遗传算法

提出一种Tent映射在计算机上实现的改进算法,有效解决了受计算机字长影响,Tent映射存在不动点和小周期的情况.将改进的Tent映射应用于混沌优化算法中,对基本NSGA-Ⅱ算法进行改进.使用混沌序列对初始种群赋值,提高算法收敛能力;使用改进的混沌搜索增强种群多样性;分别使用基本算法和改进算法对标准测试函数进行数值仿真.统计结果显示:改进的算法可以在保持高效率求解的同时,得到的非劣解在收敛性和多样性指标上均优于基本NSGA-Ⅱ算法.

Tent混沌粒子群算法及其在结构优化决策中的应用

首先对Tent混沌序列加以改进,将其引入粒子群算法中;然后提出一种基于改进的Tent映射的粒子群算法.采取分阶段更新的优化策略,使其在搜索初期更具遍历性,在搜索后期,通过人为更替最差粒子的速度和位置,使算法具有更快的收敛速度与更好的全局搜索能力.构建一种资源配置结构优化模型,并将改进的Tent映射粒子群算法引入资源配置结构优化决策中,在寻优速度、精度和成功率等方面均显示出良好的优化效果.

基于Tent映射NSGA-Ⅱ算法的微电网多目标优化方法

为提高微电网运行的经济性、降低网络中的碳排放量和有功功率损耗,提出了一种基于Tent混沌映射NSGA-Ⅱ算法的微电网能量优化管理方法。该方法采用双层能量优化管理:上层采用模糊管理系统确定微电网运行模式,下层采用改进NSGA-Ⅱ算法对能量进行优化管理。首先在多约束条件下,建立以微电网运行经济性、网络中碳排放量和有功功率损耗为目标函数的多目标优化数学模型。其次在多目标优化数学模型求解过程中,引入Tent混沌映射方法来增加NSGA-Ⅱ算法的种群多样性,以提高算法的全局搜索能力,同时利用隶属度函数确定微电网能量优化管理策略。最后运用欧洲一典型微电网作为算例,验证本文所提基于Tent映射NSGA-Ⅱ算法的合理性和有效性,仿真结果表明:改进NSGA-Ⅱ算法具有良好的优化效果,使得微电网运行的经济性较传统算法提高了14.55%;碳排放量减小了3.10%,可实现对微电网多目标的优化。

基于VMD和优化SSA-ELM的齿轮箱故障诊断

针对传统滤波器对齿轮箱信号去噪不充分和模型识别准确率低的问题,提出一种基于变分模态分解(variational mode decomposition,VMD)和改进麻雀搜索算法(sparrow search algorithm,SSA)来优化极限学习机(extreme learning machine,ELM)的齿轮箱故障诊断模型。通过改进VMD后含噪分量的选取方式,并结合小波包阈值处理对齿轮箱信号进行滤噪,在提取时频域有效特征的基础上,通过Tent混沌映射和引入微分递减因子改进SSA以优化ELM模型进行分类识别。实验结果表明,所提模型对齿轮箱故障工况的分类准确率达到99.50%,在故障诊断精度提升的同时收敛速度更快,验证了模型的可行性。

基于IWOA-BP神经网络图像复原

针对传统复原算法在退化图像复原过程中存在明显滞后的问题,建立了一种改进的鲸鱼算法(Improved Whale Optimization Algorithm,IWOA)-BP神经网络图像复原模型。首先,通过Tent混沌增强初始种群的均匀性和多样性;其次,采用非线性权重和改进的收敛因子,平衡算法的全局搜索与局部寻优能力;最后,结合Levy飞行策略更新个体位置,帮助算法跳出局部最优。随后采用经典图像数据,建立IWOA-BP模型。选取PSNR、SSIM和NMSE作为网络模型的评价指标,与BP、GWO-BP、WOA-BP进行对比。实验结果表明IWOA-BP模型图像复原视觉效果更好,提高了图像复原的质量。

自适应Tent混沌搜索的人工蜂群算法

为了有效改善人工蜂群算法(artificial bee colony algorithm,ABC)的性能,结合Tent混沌优化算法,提出自适应Tent混沌搜索的人工蜂群算法.该算法使用Tent混沌以改善ABC的收敛性能,避免陷入局部最优解,首先应用Tent映射初始化种群,使得初始个体尽可能均匀分布,其次自适应调整混沌搜索空间,并以迄今为止搜索到的最优解产生Tent混沌序列,从而获得最优解.通过对6个复杂高维的基准函数寻优测试,仿真结果表明,该算法不仅加快了收敛速度,提高了寻优精度,与其他最近改进人工蜂群算法相比,其性能整体较优,尤其适合复杂的高维函数寻优.

一种改善Tent混沌序列随机性的方法

Tent混沌映射具有良好的遍历性和均匀性,但其随机性不理想。为此,提出一种改善Tent混沌序列随机性的方法。通过将Tent混沌映射变换为分段混沌映射,增大Lyapunov指数,改善相关系数和功率谱特性。对序列进行NIST随机性测试,结果表明,该分段Tent映射的序列具有较好的随机性,适用于通信与信息安全领域。

基于Tent映射的自适应混沌嵌入式粒子群算法

为避免粒子群算法后期出现早熟收敛,提出一种基于Tent映射的自适应混沌嵌入式粒子群算法。将混沌变量嵌入到标准粒子群算法中,且对参数进行自适应调整。算法采用Tent映射生成的混沌序列来取代基本粒子群算法中的随机数,充分利用了混沌运动的随机性、遍历性和规律性;惯性权重和学习因子采用非线性的自适应调整策略;建立平均粒距与适应度方差相结合的早熟收敛判断机制,并且以混沌搜索的方式来跳出局部最优。测试函数仿真结果表明,该算法具有良好的全局搜索能力,寻优精度较高,鲁棒性好。

基于改进海马优化算法的PID参数优化

为了解决传统海马算法(SHO)在PID参数整定中存在全局寻优能力差且收敛速度慢的问题,提高PID参数优化质量,提出一种改进的海马优化算法(ISHO)。通过Tent混沌映射增加海马种群初始化多样性提高收敛速度;引入逃逸能量调控策略改进算法全局搜索与局部开发的转换机制,从而提高算法的全局寻优能力。将改进海马优化算法与传统海马算法、Z-N临界比例法、灰狼优化算法和粒子群优化算法进行比较,仿真结果表明:改进的海马优化算法优化PID参数具有调整时间更短、系统控制精度更高和收敛速度更快等优点,为PID控制系统的参数优化提供了参考。

基于改进Tent映射的自适应变尺度混沌粒子群算法

为改善标准粒子群优化算法本身存在的缺陷,引入种群混沌初始化方法、参数自适应调整策略、早熟判断机制以及基于改进Tent映射的变尺度混沌局部搜索方法对原有算法进行改进,提出一种基于改进Tent映射的自适应变尺度混沌粒子群算法(Improved Adaptive Chaos PSO,IACPSO)。多种高维Benchmark函数的计算结果表明,IACPSO算法在计算精度、优化稳定性及收敛速度方面均明显优于其他改进粒子群优化算法。

基于混沌反控制的Tent映射伪随机序列发生器设计

应用混沌反控制思想有意识地去产生混沌,进而应用混沌系统的伪随机特性进行伪随机序列发生器设计。针对Tent映射在有限精度实现时产生伪随机序列所存在的周期过短问题,应用混沌反控制,对Tent映射加入控制输入,从而解决了输出伪随机序列周期过短的问题,并通过阈值的在线调节输出0-1伪随机序列。证明了受控Tent映射是Lyapunov指数意义下混沌的,分析了Tent映射混沌反控制所产生的伪随机序列的安全性和计算效率,理论分析和仿真结果都证明了这种设计伪随机序列发生器算法的合理性。