复杂基坑支撑结构监测点布置优化

基坑结构健康监测点的合理布置是准确预测基坑结构变形安全的重要保障。传统监测点等间距布置只适用于结构形式简单的中小基坑,对于复杂的支撑体系,结构、土压力的不对称性对监测点的布置提出了更高要求,因此,复杂基坑结构监测点布置优化对准确预测基坑结构安全至关重要。提出了一种融合模态分析与粒子群算法的复杂基坑支撑结构监测点布置优化方法,首先,在对基坑支撑结构模态分析基础上获取结构模态参数(频率、基本振型);其次,构建基于模态置信度准则(MAC法)的适应度函数,以适应度函数作为优化监测点位置的判别标准;最后,采用粒子群优化算法对全部监测点布置进行全局优化。以南京江北新区某基坑为案例,所提方法的计算结果相比于均匀布设的监测点布置方案更能反映出基坑最危险部位的需要。上述研究可为地下工程健康监测技术提升提供重要的理论指导。     

用于跳频分量选取的修正适应度距离比粒子群算法

跳频信号参数估计是跳频信号截获、干扰的前提,而传统Cohen类时频分析方法存在核函数选择的瓶颈.结合匹配追踪和智能计算的思想,将多峰函数粒子群优化算法引入跳频信号时频分析领域.在分析粒子适应度和粒子间距2个影响粒子搜索行为的关键因素的基础上,提出了基于改进的适应度-距离比测度的多峰函数粒子群优化算法,并应用于跳频分量自适应选取.该方法不需要跳频信号的任何先验知识和粒子群小生境参数的人为设置.理论分析和仿真结果表明,与基于环形拓扑结构、单一共享适应度信息的粒子群优化算法相比,算法成功率和参数估计精度进一步改善,该方法的邻域搜索机制和跳频分量选取具有可行性和有效性.     

粒子群优化算法在轨道交通降噪结构微穿孔板设计中的应用

为了研究轨道交通噪声的降噪结构,基于"微穿孔板吸声体精确理论",采用粒子群优化算法对微穿孔板结构参数的共振频率进行计算;以微穿孔板吸声体的共振频率为优化目标,孔径、穿孔率、空腔厚度为优化参数,用粒子群优化算法对微穿孔板吸声体的结构进行优化设计;以城市轨道交通噪声为例,设计了较为合理的结构模型,并通过数值实验验证。研究结果表明:粒子群优化算法是微穿孔板吸声体结构设计的一种可行和有效方法。     

一种新的求解优化问题的混合粒子群算法

将粒子群优化算法与一种自适应局部搜索算法相结合,提出了一种新的混合粒子群优化算法,使粒子群算法寻优过程中的全局搜索能力和局部搜索能力良好平衡;采用了典型函数和模糊神经网络优化问题对算法性能进行测试,并与其它方法进行比较.实验结果表明,这种混合粒子群优化算法能获得质量更好的解,具有较高的收敛性,特别是在高维复杂函数优化上具有很强的竞争力,其性能大大优于单一的优化方法.     

一种新的求解优化问题的混合粒子群算法

将粒子群优化算法与一种自适应局部搜索算法相结合,提出了一种新的混合粒子群优化算法,使粒子群算法寻优过程中的全局搜索能力和局部搜索能力良好平衡;采用了典型函数和模糊神经网络优化问题对算法性能进行测试,并与其它方法进行比较.实验结果表明,这种混合粒子群优化算法能获得质量更好的解,具有较高的收敛性,特别是在高维复杂函数优化上具有很强的竞争力,其性能大大优于单一的优化方法.     

惯性权自适应调整的量子粒子群优化算法

针对量子粒子群的惯性权值β线性递减不能适应复杂的非线性优化搜索过程的问题,提出了一种惯性权自适应调整的量子粒子群优化(DCWQPSO)算法.在该算法中,引入了量子粒子群进化速度因子sd和聚集度因子jd,并将惯性因子β表示为sd,jd2个参数的函数.在每次迭代时,算法可根据当前量子粒子群进化速度因子和聚集度因子动态地调整惯性权值,从而使算法具有动态自适应性.对典型的标准函数的测试结果表明,与量子粒子群算法相比,改进后的量子粒子群优化算法的收敛速度明显提高.     

一种动态改变惯性权的自适应粒子群算法

针对惯性权值线性递减粒子群算法(LDW)不能适应复杂的非线性优化搜索过程的问题,提出了一种动态改变惯性权的自适应粒子群算法(DCW).在该算法中引入了参数粒子群进化速度因子和聚集度因子,并根据这2个参数对粒子群算法搜索能力的影响,将惯性因子表示为粒子群进化速度因子和聚集度因子的函数.在每次迭代时算法可根据当前粒子群进化速度因子和聚集度因子动态地改变惯性权值,从而使算法具有动态自适应性.对几种典型函数的测试结果表明,DCW算法的收敛速度明显优于LDW算法,收敛精度也有所提高.     

一种基于运动方向变异的混合粒子群算法研究

针对粒子群算法搜索精度不高、易早熟收敛、搜索后期多样性下降快等问题,提出一种基于运动方向变异的混合改进粒子群算法.该算法通过改变部分粒子的运动方向增加种群多样性,扩大粒子的搜索范围;利用非线性减小惯性权重的方法增加搜索后期的精度;用线性地增大和减小两个学习因子来平衡搜索的范围和精度,使得在搜索前期能够迅速定位到全局最优点附近,在搜索后期能够收敛到全局最优点.将该方法应用于函数优化中,仿真结果表明,该算法能够使粒子均匀分布在最优值空间范围内,调整和平衡粒子的全局搜索和局部精细搜索能力,同时能延缓粒子多样性的下降速度,使粒子能够跳出局部最优值.     

基于混沌粒子群的SVM参数优化算法

支持向量机的性能与核函数的参数及惩罚系数C有很大关系.利用Lozi’s映射的较好遍历性,在粒子群优化算法中引入Lozi’s映射的混沌思想,提出基于混沌粒子群优化算法的SVM参数优化方法.仿真实验表明,该算法能有效提高整个迭代搜索的收敛速度和精度,从而更好地优化SVM参数.     

基于混沌粒子群的SVM参数优化算法

支持向量机的性能与核函数的参数及惩罚系数C有很大关系.利用Lozi’s映射的较好遍历性,在粒子群优化算法中引入Lozi’s映射的混沌思想,提出基于混沌粒子群优化算法的SVM参数优化方法.仿真实验表明,该算法能有效提高整个迭代搜索的收敛速度和精度,从而更好地优化SVM参数.     

邻域自适应的微分变异约束分数阶粒子群优化

分数阶粒子群算法（FOPSO）是一种具有路径记忆的改进型粒子群优化算法。在多峰约束优化问题中,针对FOPSO易于早熟和依赖于初始参数的问题,文中提出了一种邻域自适应的约束分数阶粒子群优化方法（NAFPSO）。在算法中,依据进化状态来动态调整邻域拓扑从而更新粒子位置和速度,以提高可行解的全局寻优能力和收敛速度;采用带惩罚因子的罚函数约束处理技术,迫使粒子趋向可行区域;设计了微分变异策略以增加种群多样性,增强粒子逃脱局部最优的能力。用9个约束优化基准函数实验验证了NAFPSO的有效性和收敛性能,并应用于2个约束工程设计问题,结果表明,提出的算法寻优能力强、收敛快、精度高、稳定性好,可用于有效地解决复杂的约束工程设计优化问题。     

双馈风力发电机混合粒子群优化设计

针对双馈风力发电机交流励磁电磁特性和变速恒频运行特点,从转子电压、转子容量、转子铁耗等方面探讨了该电机的电磁设计特点,并结合风力发电应用领域特点及要求,分别选取电机有效材料成本、额定效率及效率曲线平坦性为优化目标,建立了电机优化设计模型,继而提出了一种混合粒子群优化算法,通过引入基于适应度值的个体模糊惯性权重和基于种群多样性的自适应变异,提高算法处理多峰值非线性优化问题的能力,以实现双馈风力发电机优化设计．电机优化设计实例结果表明,与标准粒子群算法相比,提出的混合粒子群算法动态平衡了全局和局部搜索能力,收敛速度较快,寻优精度较高且不易陷入局部最优,同时各种优化目标下的双馈风力发电机设计优化结果较为理想,对于多峰值非线性优化问题不失为一种新的解决方法．     

基于锯齿型微粒群方法的放大器参数优化

针对放大器电路中多种参数的同时优化问题,对微粒群算法进行改进,提出一种锯齿型动态群体数量的微粒群方法,并将其用于放大器电路参数的优化设计.改进的锯齿型微粒群方法中,群体数量在每个固定的进化阶段线性减少,当群体数量减少到给定最小值时,利用交叉操作产生新个体对群体进行补充.此方法不但减少算法的运算量,而且减少因随机操作产生新个体导致平均适应度振荡的弱点.为验证方法的有效性,以放大器参数优化问题为研究对象,在高频条件下建立非线性电路及非线性器件的数学等效模型,利用不同的微粒群方法实现模拟电路的自动设计,对比实验验证方法的有效性.     

深基坑土钉支护的参数优化设计

为了降低土钉墙的工程造价并保证安全,建立了土钉墙参数优化设计模型,对土钉道数、土钉直径、土钉长度、土钉水平间距、土钉竖向间距和土钉倾角等参数进行优化设计·对于土钉墙参数这样复杂的优化设计问题,传统的方法很容易陷入局部最优解,而遗传算法(GA)是一种全局优化方法,但在迭代过程中经常出现未成熟收敛、振荡和迭代过程缓慢等缺点·为此提出进退搜索算法与遗传算法结合,并提出改进措施而构成改进混合遗传算法(IHGA)·工程实例的结果表明这种IHGA的优化设计结果不仅保证了深基坑的稳定性,而且使其工程材料成本大大降低·     

弹性粒子群优化算法及其在水电优化调度中的应用

为有效避免粒子群优化算法后期收敛速度慢的问题,提高寻优能力,设计了一种以自适应方式更新粒子飞行速度的弹性粒子群优化算法,建立了水电优化调度数学模型,提出了弹性粒子群优化算法解决水电优化调度问题的实现方法,包括粒子编码设计、适应度函数设计以及弹性修正值设计,并编制了基于Matlab语言的优化程序.实例仿真结果表明:弹性粒子群优化算法是有效的;相比基本粒子群优化算法和自适应粒子群优化算法,弹性粒子群优化算法求解水电优化调度问题具有更强的全局寻优能力和更快的收敛速度.     

雷电定位计算的粒子群优化方法

针对雷电定位问题,引入粒子群优化(PSO)算法用于雷电定位计算.给出了利用这种算法进行雷电定位的计算步骤,并提出用PSO算法和传统迭代算法协作计算雷电位置的方法.通过数值仿真分析和电网雷击事故定位计算分析了PSO算法的性能.结果表明:该算法能克服传统迭代方法易于发散的缺点,稳定并精确地求解出雷电发生位置;该算法的计算量大于迭代方法,但比网格搜索法要大幅减小;利用PSO算法给出雷电定位初始值,再用迭代方法求解可保证计算稳定并减少计算量.     

一种改进的动态惯性权重粒子群优化算法

针对粒子群算法在寻优过程中容易陷入局部最优,以及难以平衡求精和求泛的能力,提出一种动态惯性权重粒子群优化算法。该算法同时考虑到粒子的进化速度和集聚程度对算法寻优的影响,当粒子集聚程度较高时,增大惯性权值,提高算法的全局搜索能力。为平衡算法全局和局部寻优能力,当进化速度较快时,提高局部搜索能力,以免错过较好的位置。将此算法用于优化4个经典测试函数,实验表明:此算法不仅可以平衡局部和全局的搜索能力,还能提高算法的搜索效率和精度。     

水下机器人改进S面控制及系统半实物仿真

针对S面控制器参数调整困难的问题,研究了改进的粒子群优化(MPSO)算法,自寻优确定S面控制器的控制参数,实现了S面控制器参数优化计算的快速收敛,避免了局部峰值的徘徊.同时,针对某水下航行器的运动控制系统,设计了控制半实物仿真系统,阐述了仿真系统的总体结构和水下机器人空间运动的非线性数学模型.仿真结果真实可靠地反映了水下机器人运动过程,验证了本文控制器对机器人的控制效果,对实际下水实验提供重要参考.     

Support vector machine based on chaos particle swarm optimization for fault diagnosis of rotating machine

The performance of the support vector machine models depends on a proper setting of its parameters to a great extent. A novel method of searching the optimal parameters of support vector machine based on chaos particle swarm optimization is proposed. A multifault classification model based on SVM optimized by chaos particle swarm optimization is established and applied to the fault diagnosis of rotating machines. The results show that the proposed fault classification model outperforms the neural network trained by chaos particle swarm optimization and least squares support vector machine, and the precision and reliability of the fault classification results can meet the requirement of practical application. It indicates that chaos particle swarm optimization is a suitable method for searching the optimal parameters of support vector machine.     

重力式挡土墙结构优化设计的复合形法

将单位长度墙体造价最低作为最优目标函数,采用复合形法作为优化算法的数学手段对重力式挡土墙结构进行优化设计.重力式挡土墙优化设计与工程实例进行对比,讨论了基底摩擦系数对重力式挡土墙的系列优化设计影响.结果表明,进行优化设计的重力式挡土墙使工程造价更为经济合理;当地基承载力较小时,仅在挡土墙基础下进行地基处理以增加摩擦系数是不够的;而当地基承载力较大时,进行以增加摩擦系数为目的的地基处理还是比较有效的.