动态内全潜结构投影的空间扩展故障检测方法

动态内偏最小二乘(DiPLS)方法是基于数据驱动的潜结构投影的动态扩展算法,用于动态特征提取和关键性能指标预测.在大型装备系统中,传感器采集的当前时刻样本受历史样本的影响且可能包含较大噪声.在动态特征提取中,因DiPLS算法未按降序提取主成分,导致残差空间仍存在较大变异,动态和静态信息难以有效分离,影响故障检测性能.为此,本文提出了一种基于动态内全潜结构投影的故障检测方法(DiTPLS).首先,使用动态内偏最小二乘方法和向量自回归模型建立动态模型并检测故障,用于捕捉质量相关动态信息;基于结构化动态主成分分析算法建立一种改进的动态潜在变量模型,用于残差分解,提取质量无关的动态信息和静态信息,并构造合适的统计量进行故障检测.数值仿真和田纳西–伊斯曼过程实验验证了DiTPLS算法的有效性.

高精度动平衡测量中自适应滤波技术的应用研究

针对动平衡测量中的具体实践 ,发展了一种能够在强变频率结构背景噪声干扰下确保高精度提取幅值和相位的自适应消噪方法。同时提出了分段变步长的策略和初始值选取措施 ,使该方法具有较高的效率及可靠性。实验结果和在实际动平衡测量系统上应用表明 :该文所发展的方法适合动平衡测量应用 ,完全满足精度和实时性的要求 ,具有较高的实用价值。

基于混沌模拟退火回火算法的结构混凝土超声层析成像

针对混凝土超声波层析成像结果不惟一和稳定性差的问题,依据超声波在混凝土中的传播特点,在反演算法中引入物理意义明确的自然权矩阵,对走时较小的射线和射线较密的成像单元加以重权,形成了二次增广目标函数方程;然后,通过混沌模拟退火回火算法来寻求其全局最小值,从而得到各网格单元的声速计算值。在寻优过程中,其初始值由反投影法求得。模型试验表明,由于利用了正确的先验信息,加上混沌模拟退火回火算法在寻找函数极值方面具有优良的特性,不但反演过程收敛,而且数值稳定,其成像结果能真实有效地反映对象内部缺陷,因此,该算法适用于混凝土的超声波速度反演。

变路网情况下多库房应急物资调度模型及算法

考虑一类大规模自然灾害应急救援情景,基于实际应用条件和需要,建立了最优变路网情况下多库房应急物资调度模型。探讨了车辆所依托的路网结构可变和多库房对调度算法的双重影响,设计了一种求解问题的动态加速自适应遗传算法。作为结论的直接应用,给出的仿真算例验证了问题模型及其求解算法的合理性和有效性。

一步预测的SVDDBN缺失数据插补算法

变结构离散动态贝叶斯网络(SVDDBN)处理不确定性问题更具有一般性,为了克服SVDDBN缺失数据会导致推理结果精度变差的问题,提出了一步预测的SVDDBN缺失数据插补算法。根据信息可以沿着网络的时间轴方向向下一个时间片传播的规律,利用"混合"信息在线进行信度更新,可得到滤波值,再通过进一步预测得到下一个时间片缺失数据节点的后验概率作为插补值。仿真结果表明:提出的算法能有效插补缺失数据,提高SVDDBN推理的精确度及可靠性。

基于变结构算法的神经网络预测方法及其应用

针对油田系统常规的建模和动态预测方法的局限性,采用多层动态前向网络作为油田系统的数学模型.研究基于变结构算法的多层动态前向网络预测模型与预测技术;分析梯度算法的不足,提出改进方案;给出单变量多层前向网络预测模型和相应的变结构梯度法,并且把该模型和算法推广到多变量系统,改进了油田系统的建模和预测方法.新方案在油田产量预测应用中颇有成效.

改进变论域模糊控制及其在混沌系统中的应用

针对一类变论域自适应模糊控制,提出改进控制器.在稳定设计中,重新推导了完整的变论域模糊控制器观测误差方程,并给出了鲁棒控制项表达式.自组织结构算法中有关减规则和替换规则的方法,不仅考虑了当前输入与模糊子集的距离,还考虑了冗余信息.通过李亚普诺夫函数连续性分析得知,自组织结构算法并不影响变论域模糊控制器的稳定性.所提出的控制方案被应用到Chua's混沌系统中.同原控制器比较,仿真结果表明改进控制方案对跟踪性能有改善作用.

混沌系统的一种模糊变结构控制器设计

研究了Chua混沌系统的稳定控制问题。采用模糊动态模型逼近非线性混沌系统,将非线性混沌系统模糊化为局部线性模型。用Lyapunov稳定性理论设计出,确保模糊动态模型全局渐近稳定的变结构控制器。仿真验证了方案的有效性。模糊控制器简单,规则少。

单元化单隐变量变结构DDBN推理算法

变结构动态贝叶斯网络(DBN)描述的是一个非稳态随机过程,是一种更灵活、更有效的动态网络。为了克服现有变结构DBN的推理算法不能实现在线推理的缺陷,提出了一种近似在线推理算法——单元化单隐变量变结构离散DBN(DDBN)推理算法。在定义了单隐变量变结构离散动态贝叶斯模型和单元的基础上,提出了算法的基本思想,并从理论上对算法进行了推导。仿真实验验证了该算法的正确性和有效性。

分段加权布谷鸟算法及其应用

为解决布谷鸟局部搜索与全局搜索的协调问题,提高后期收敛速度,对算法搜索进行分段处理,通过引入一种动态自适应步长控制量以及相应的分段加权位置更新公式,提出一类改进的布谷鸟算法。选取12个经典约束优化问题和部分结构优化设计问题对改进算法进行验证。研究结果表明,相对于其他算法,该算法对以上大部分问题具有较好的运算结果。

引入速率量测的高速机动目标跟踪多模型算法

在机动目标跟踪定位问题中,引入参考加速度的跟踪算法对目标定位跟踪精度高、效果好,但在目标发生高速机动时,其跟踪误差较大,收敛速度慢。针对这种情况,提出一种引入速率量测的自适应性圆周运动跟踪算法,并通过建立一种模型结构变换机制,将两者算法有效结合,构成一种变结构多模型算法(Variable Structure Multiple Model,VSMM)。在高机动条件和典型反舰导弹攻击航路下对算法进行仿真实现,证实了该算法相比于引入参考加速度跟踪算法,跟踪精度较高,收敛速度更快,具有一定工程实践指导意义。

基于变结构离散动态BN的最优交通路径规划

为了确保城市路网交通流平稳运行和各路段交通流量合理分配,提出了一种基于变结构动态BN的最优交通路径规划方法;该方法考虑驾驶员偏好,按时间序列建立适用于交通路径规划的变结构离散动态BN模型,采用最大似然估计算法和参数的自适应产生算法学习网络参数,用基于时间窗的动态BN近似推理算法中固定窗口宽度方法进行在线推理;结合实例对算法进行仿真,并与Dijkstra算法所得结果进行比较;实验结果表明变结构离散动态BN能利用实时采集到的信息对最优路径进行实时更新,在线决策。

基于坠落机制的混沌麻雀算法AGV路径规划

针对麻雀搜索算法(SSA)在AGV路径规划中存在收敛速度慢、寻优精度差的缺点,提出一种基于坠落机制的混沌麻雀算法(SSA-CD)解决AGV路径规划算法。首先,引入Sinusoidal混沌映射和变尺度混沌策略对种群进行初始化,提高种群多样性使算法具备跳出局部最优解的能力;其次,引入动态黄金正弦策略增强算法发现者位置更新方式;然后,提出一种坠落机制增强种群随机性;最后,通过埃尔米特插值进一步优化最优解,获得更短更平滑的路径。通过栅格地图进行仿真实验,证明了改进算法的有效性、可行性和鲁棒性。

基于随机鲁棒设计的高超音速飞行器变结构控制

针对高超音速飞行器输入输出之间强耦合,系统参数不确定以及变结构控制器中的设计参数整定问题,提出了随机鲁棒变结构控制方案;这一控制方案基于系统控制需求,利用蒙特卡罗仿真方法建立随机鲁棒目标函数,通过遗传算法优化系统设计参数;针对某常规高超音速飞行器纵向模型仿真结果显示,该控制方案不仅保证了飞行的纵向稳定性,提高了变结构控制器的控制性能,而且具有强鲁棒性。

无刷直流电机混沌动态滑膜变结构算法研究

无刷直流电机(BLDCM)在运行过程中会产生非线性混沌运动,从而造成电机转矩脉动。针对BLDCM的不确定模型和存在干扰项的混沌运动系统,根据BLDCM的混沌特性、相轨迹法分析法和滑膜变结构原理,提出一种新的多模式混沌动态滑膜变结构算法。为了消除系统中存在的抖振现象,特设计一个滑模面为时变的动态PID滑模面,推导出混沌动态滑模变结构的BLDCM控制器,采用趋近律方法,对BLDCM的非线性混沌运动进行消除或抑制,最后在Matlab中建立Simulink模型。理论分析与数值仿真结果表明,混沌动态滑膜变结构算法具有可行性,能有效降低电机噪声并抑制电机的混沌运动,且控制器具有较好的动态品质。

改进变邻域搜索算法在动态船舶路径问题中的研究

船舶物流调度是全球经济发展中非常重要的一环,降低船舶物流成本对经济发展有现实意义。船舶路径问题属于组合优化范畴,有动态和静态之分,后者是由前者发展而来。变邻域搜索算法是一种启发式求解动态船舶路径问题近似解的方式。但其存在容易陷入局部最优的缺点。为了改善这种缺陷,本文提出一种改进基本变邻域搜索算法的领域结构。

采用模糊滑模变结构方案控制Chua混沌系统

基于模糊动态模型 ,研究了 Chua混沌系统的稳定控制问题 .将非线性混沌系统模糊化为局部线性模型 .用 Lyapunov稳定性理论设计出 ,确保模糊动态模型全局渐近稳定的变结构控制器 .仿真验证了方案的有效性 .模糊控制器简单 ,规则少 .