基于随机森林与粒子群算法的隧道掘进机操作参数地质类型自适应决策

考虑到隧道掘进机的性能对地质条件比较敏感且其操作依赖于司机经验,提出基于随机森林和粒子群算法的隧道掘进机操作参数地质条件自适应决策方法。利用随机森林(RF)分别建立地质类型、操作参数与推进速度、刀盘转矩的映射关系模型;结合映射关系模型,构建以盾构机推进速度最大为目标,以刀盘转速、螺旋输送机转速、总推力、土仓压力4个操作参数为控制变量的优化方程;利用粒子群算法(PSO)求解各地质类型地层中的最优操作参数决策结果。通过新加坡某地铁工程施工数据验证所提方法的有效性和优越性。研究结果表明:建立的随机森林模型中推进速度和刀盘转矩预测的决定系数R^(2)分别达到0.936和0.961,均大于adaboost、多元线性回归、岭回归、支持向量回归和深度神经网络模型中相应的R2;基于粒子群算法的操作参数决策方法能够准确求解操作参数最优解,寻优用时均比遗传算法、蚁群算法和穷举法的短。本文所提决策方法使隧道掘进机在该施工段的福康宁卵石地层、句容地层IV、句容地层V、海洋黏土地层中的推进速度分别提升了67.2%、41.8%、53.6%和15.0%。

激光选区熔化GH5188合金组织和性能研究

针对GH5188高温合金支板的激光选区熔化制造工艺,设计了不同的增材制造工艺方案,对比分析了不同的增材制造工艺参数和热处理工艺参数对产品的微观组织和力学性能的影响,总结了GH5188高温合金支板的激光选区熔化工艺设计要点。最终获得了满足要求的激光选区熔化GH5188高温合金支板零件。

4SY-2.9型油菜割晒机机架振动分析及改进

针对4SY-2.9型油菜割晒机因各部件运动产生的激振力随机不定而引起机架振幅大的问题,为降低割晒机工作时共振,对其机架进行建模,导入ANSYS Workbench中求解自由模态下机架的模态频率和振型,并通过模态试验与仿真分析结果对比验证有限元模型的准确性。通过分析机架外部激振频率特点和仿真结果,提出增加机架拱门结构的设计方案,开展拱门圆管厚度与安装位置仿真试验。优化后机架第1阶模态频率调整到15.339 Hz,避开了输送带弹齿和割刀激振力的激励频率范围,有效避免其共振产生。对优化后的机架模型进行有限元静力学分析,结果表明机架满足强度要求。割晒机在空载状态下,对安装机架拱门与未安装拱门纵梁最大变形点处采集加速度时域信号,并通过FFT频谱分析得到功率谱分析图,试验结果表明:测点最大峰值点X方向幅值降低了71.47%,Y方向幅值降低了70.60%,Z方向幅值降低了70.21%。田间试验表明:改进的油菜割晒机田间通过性好,作业效率高,能实现有序中间条铺,条铺宽度满足后续捡拾脱粒机作业幅宽;割晒的油菜平均铺放宽度为1 674 mm,割茬平均高度为330 mm,平均堆放高度为603 mm。优化后的油菜割晒机机架动态性能良好,作业质量满足后续工序作业要求。该研究可为同类宽幅机架的设计研究提供参考。

群体智能算法总体模式的形式化研究

在对群体智能算法给出形式化定义的基础上 ,给出了群体智能算法的总体模式框图 ,并以微粒群优化算法实例进行了具体算法模式的形式化描述 .

基于自优化的多属性高斯核函数相关向量机方法

在相关向量机的预测模型中,核函数的选择和核参数的取值对模型预测性能影响很大.针对这一问题,文中采用多属性高斯核函数建立相关向量机预测模型,提出了一种自优化的核参数学习方法进行参数优化,并将该模型用于二维标准函数预测和污水处理系统出水水质预测,与不同核函数下的相关向量机模型以及不同参数优化方法下获得的预测模型进行了对比实验.结果表明,基于自优化的多属性高斯核相关向量机模型对低维数据的参数敏感度较低,对高维数据有良好的输出精度和稀疏性,在污水出水水质预测中获得比较满意的结果.

基于DEA的空降方案评价与优化

空降作战是高难度、高风险的空地一体作战,研制空降兵模拟作战指挥训练系统是平时进行空降作战指挥模拟训练的有效方法。为空降兵模拟作战指挥训练系统的理论预研部分内容,从空降摩步团的作战特点出发,进行团空降方案的评价与优化的系统研究,建立评价团空降方案的指标体系及指标解析模型,探索新的作战方案优选、优化方法——DEA方法,有助于提高空降作战决策的科学性,促进空降兵模拟作战指挥训练系统的开发。

遗传算法在水泵优化选型中的应用

以泵站年费用最小为目标函数 ,以水泵台数为优化变量 ,并考虑到供水流量随时间的变化过程 ,建立了水泵优化选型模型。针对水泵选型的特点 ,采用遗传算法对水泵优化选型模型求解。运用该方法 ,既可以提高计算效率 ,又可以在较大解空间范围内获得最优水泵组合方案 。

A102焊条药皮成分优化设计及其工艺性能的研究

建立以飞溅率作为目标函数,长石、大理石、萤石、金属锰为优化因子的数学模型.根据数学模型进行编程计算得出优化结果,利用优化配方制成焊条.通过各项工艺性能对比试验研究,证明优化设计的A102焊条在保持原研制的A102焊条工艺性能方面的优势外,明显降低了焊条的飞溅率.

基于粒子群优化算法的自适应图像分割方法

提出了一种基于粒子群优化算法的图像分割新方法。粒子群优化(PSO)算法是一类随机全局优化技术,它通过粒子间的相互作用发现复杂搜索空间中的最优区域缩短了寻找阈值的时间。将PSO用于基于改进的最佳加权熵阈值法的图像分割中,试验结果表明,该方法不仅能够避免陷入局部极值,而且其速度得到了明显的改善,是一种有效的图像分割新方法。

编队对地攻击联合火力分配问题的Swt-opt算法

根据未来战争中编队对地攻击的特点,运用一致算法(consensus algorithm)的思想对Swt-opt算法进行改进,解决关于传感器-武器-目标的联合火力分配问题。改进算法继承了Swt-opt算法解决资源分配问题在通信、计算以及对战场态势的容错能力方面的优势,克服了Swt-opt算法受限于网络拓扑结构的缺点。最后,证明了改进算法的可行性,并运用Matlab对改进算法进行了仿真实现。

大功率液力变速器试验台底座结构优化设计

大功率液力变速器试验台是大功率液力变速器生产企业常用的一种试验装备,试验台底座对试验台整体性能具有重要的影响。在原有试验台驱动及前加载底座结构的基础上,采用ABAQUS对底座的动态性能进行分析,研究了不同元结构及不同约束布置形式对底座动态性能的影响规律,并在对底座拓扑优化的基础上对底座的筋板进行了尺寸优化。对优化前后底座进行了比较分析,得到优化后的底座在重量减轻17.75%的同时,一阶固有频率提高26.27%。研究结果为同类型的试验台底座设计提供了有效的设计指导。

中巴车铝合金立柱截面多目标优化

立柱是轻量化中巴车身的核心构件,其综合力学性能取决于型材截面形态。提出一种基于响应面的截面特征参数多目标优化方法,首先进行6063铝合金材性试验及立柱构件的拉伸和弯曲试验,测得材料的力学性能参数、立柱轴向和侧向的极限承载力。试验结果表明立柱构件的侧向受力能力远小于轴向受力能力。为提高立柱综合性能,采用最优拉丁超立方试验设计分析,选取敏感度大的截面特征参数作为设计变量,以质量、最大变形位移、最大应力的最小化为综合设计目标,建立多目标优化的数学模型。基于Kriging算法构建最大变形位移和最大应力的响应面仿真模型,应用多目标遗传优化算法(MOGA)全局寻优得到最优解。优化方案最大变形减小0.62%、最大应力减小11.06%、质量减小12.48%。

河南省产业结构优化升级对策研究

产业结构是决定一个国家或地区经济发展状况的重要因素。通过选取1978～2009年历史统计数据分析了河南省产业结构变迁的过程和现状,发现现阶段尽管河南产业结构不断优化,但是仍存在农业结构不尽合理、工业结构偏重、服务业发展滞后、能源消耗偏高等问题。因此河南省应制定相关政策以促进产业结构进一步向合理化发展,实现经济增长速度与效益的协调发展。

基于小生境多目标粒子群算法的电动汽车传动系统速比动态优化

为获得最佳整车经济性能,在纯电动汽车传动系统速比静态优化的基础上,针对其未对不同速比采用相应的换挡规律的不足,基于换挡点判断规则,提出一种考虑换挡规律变化的传动系统速比动态优化方法;基于轻量化设计原则,提出一种传动系统各挡速比值总和最小的目标函数,采用能避免局部收敛的小生境多目标粒子群算法对目标函数进行ISIGHT-MATLAB/Simulink联合仿真优化。优化结果(包括静态和动态)取得一定的效果:与未考虑换挡规律的优化相比,在不同情况下,整车能耗减少了1.09%~1.35%,传动比值总和降低了8.06%~9.76%;但0-100km/h加速时间增加了1.90%~2.11%,可能与优化目标函数的加权仍偏重于经济性有关。与考虑静态换挡规律优化相比,考虑动态换挡规律优化的结果,传动比值总和的降幅增加了0.95%~1.70%,但整车能耗与考虑静态换挡规律优化结果基本持平,未显示出针对不同传动比采用不同换挡规律进行优化的预期效果,其原因尚待今后进一步深入探究。

成套电器优化设计中数据库驱动的电场分析

研制的数据库驱动的场域分析软件可以在不重新剖分目标区域的前提下采用SQL语言修正边界位置、改变边界条件，从而为电场的优化设计提供了一种方便实用的分析工具。

城市高层建筑形态优化与风能利用的融合研究

从整体布局优化、细部造型优化两个层面对高层建筑的形态优化进行了重点探究,深入分析了高层建筑的风能利用的重点环节,研究结果可为城市环境的规划设计提供重要理论参考。

轨道非平稳不平顺激扰下高速列车半主动控制研究

为改善轨道非平稳随机不平顺对列车动力学性能的影响,基于高速列车线路运行的重复性以及周期性,采用变步长迭代寻优控制算法,建立高速列车抗蛇行减振器半主动变阻尼控制系统,以转向架横向加速度峰值为目标函数,不断迭代寻找最有利于列车动力学性能的减振器阻尼值,改善了传统列车定阻尼值的弊端。多体动力学软件和控制系统仿真软件相结合联合仿真,仿真分析表明,轨道非平稳随机不平顺会使得车体和构架横向加速度、轮对横向力以及轮轨磨耗以倍数增加,严重影响列车动力学性能;通过变阻尼控制之后,构架横向加速度、轮对横向力以及轮对磨耗明显减小,车体横向加速度也略有减小,能够改善列车动力学性能,提高列车运行安全性与平稳性。

基于改进细菌觅食算法的舆情热点话题发现

为更好解决舆情分析时普遍出现的主题挖掘精准度不够高,受不相关链接干扰较大及话题无法聚焦在一个点上的问题,将群智能算法应用于主题挖掘,提出一种改进的细菌觅食算法。对原算法中的趋化操作、复制操作和迁徙操作进行改进,弥补了原算法的不足,在精准度和收敛性方面有较大提高。将网页的相关数值作为测量网页热度的度量,建立热度评价模型,结合改进的细菌觅食算法对网页聚类,通过实验与其它算法进行比较,比较结果表明,该算法具有更好的聚类效果。

国道312常州段软土地基处理优化分析

根据天然地基土渗透系数预测理论,对国道312沪宁线常州段拓宽改造的新线段进行优化分析,通过优化,降低了地基处理的工作量,提高了水泥土搅拌桩处置技术应用的合理性、安全性,取得了显著的经济效益和良好的社会效益。

肠道微型仿尺蠖式机器人机载供能线圈优化

采用无线电能传输技术供能的微型仿尺蠖式机器人在肠道疾病微创诊疗方面具有重要的应用价值,其机载供能线圈由圆环形磁芯和缠绕于磁芯上的圆环形绕组构成.本文提出一种机载供能线圈快速设计优化方法.首先,通过对绕组中各匝绕线进行几何建模,测定磁芯磁导率分布,分析金属零件涡流效应对供能线圈参数影响,建立了供能线圈的集成环境模型.然后,结合电磁理论,计算了供能线圈在集成环境中的互感和等效串联电阻.最后,以最大化供能线圈输出功率为目标,在温升安全性要求和机器人内部空间约束下,对绕组的轴向位置、层数、匝数和线径进行优化,获得了各设计参数选取的一般性结论.采用优化设计参数的绕组尺寸仅为(12.0~12.4)mm×9.9 mm,当其位于磁芯轴向中心位置时,输出功率高达1478.3mW.