基于多惩罚因子优化VMD的滚动轴承故障特征提取方法

针对变分模态分解(variational mode decomposition, VMD)在提取滚动轴承故障特征时预先设置多惩罚因子具有不确定性的问题，结合灰狼优化(grey wolf optimization, GWO)算法提出一种基于多惩罚因子优化VMD的滚动轴承故障特征提取方法。首先利用GWO算法实现VMD的多惩罚因子自适应优化，再利用优化得到的参数将滚动轴承的振动信号分解为多个本征模态函数(intrinsic mode function, IMF),最后对各个IMF分量作包络解调提取滚动轴承的故障频率特征。研究结果表明，在优化VMD参数时，该方法相对其他方法优化效率有了明显提高，并且提取滚动轴承故障特征效果显著，得到特征频率幅值为其他方法的2～4倍，证明了该方法的有效性和优越性。     

基于混合粒子群算法的装运机械组合优化方法

针对堆石坝工程物料装运机械组合优化问题的复杂性, 建立了装运机械的多目标非线性组合优化模型(MOOM). 进一步地, 把加权法和惩罚函数引入到带收缩因子的粒子群算法中, 提出了一种新的求解多目标非线性组合优化问题的混合粒子群算法(MI-HPSO). 该算法具有概念简单、参数设置少、收敛速度快及全局搜索能力强的特点. 实证研究表明, MI-HPSO为解决物料装运机械MOOM优化模型提供了有效的决策方案.     

基于混合遗传算法的配电网络重构优化

以网损最小为目标函数,电压降、线路电流值和电源容量的限制为约束条件,建立了配电网络重构优化数学模型,用外部惩罚函数法将该问题转化为无约束问题.针对遗传算法的局限性,对适应函数进行了调整,实施了最优保留策略,改进了交叉和变异操作,并结合了模拟退火算法,从而形成了混合遗传算法,该算法能够有效地提高收敛速度,避免早熟收敛.优化过程中考虑了配电网自身特点,提高了计算效率.重构算例说明,该优化方法有效、实用.     

基于对角隐式Runge-Kutta公式的无约束优化方法

通过把一个无约束优化问题转化为一个等价的常微分方程,利用二阶半对角隐式Runge Kutta公式构造了求解无约束优化问题的LRKOPT算法。LRKOPT算法具有与IMPBOT方法相似的数值特性,但LRKOPT算法可以看成是最速下降方向与牛顿法方向的非线性组合,而IMPBOT方法为它们两者之间的线性组合。在目标函数为一致凸函数的假设条件下,证明了LRKOPT方法的具有全局收敛和局部超线性收敛性。数值结果表明LRKOPT方法具有很好的数值稳定性并且LRKOPT方法的计算效率优于IMPBOT方法。     

全局优化的一种新方法

近年来 ,组合优化领域中出现的新型随机搜索方法———蚂蚁算法 ,在著名的货郎问题 (TSP)以及一系列离散优化问题中获得成功并表现出相当好的性能。在这种生物算法思想的基础上进一步加以引深和扩展 ,提出了一种求解一般无约束函数优化问题的新方法 ,并给出其全局渐近收敛性 ,从实验上求解了一系列典型的测试函数 ,收到了良好的效果。由于无约束函数优化是一般全局优化问题中的基本情形 ,因此 ,该方法亦可为有约束情形下的函数优化提供了新的求解手段。     

用混沌搜索求解非线性约束优化问题

提出了一种用混沌搜索求解非线性约束优化的新方法 .利用罚函数思想将约束问题无约束化 ,再利用混沌的内在随机性与遍历性进行求解 .算例仿真结果表明 ,算法简单实用 ,性能良好 ,是解决非线性约束优化问题的有效途径 .     

基于稀疏型支持向量回归的时间序列预测

为提高支持向量回归在时间序列预测应用中的学习速度和泛化性能,提出了稀疏型支持向量回归方法.通过牛顿优化法,直接优化支持向量回归的原始问题.然后利用Cholesky分解更新原始优化中的Hessian矩阵实现稀疏型支持向量回归算法.最后将该算法运用到Mackey-Glass,Lorenz和Logistic混沌时间序列预测,仿真结果表明本文提出的方法能够在确保预测精度的前提下,有效地降低支持向量的个数.     

自适应罚函数协同优化算法

在分析协同优化系统级优化的基础上,从保证其优化过程可行有解的角度,提出了自适应罚函数协同优化算法.采用罚函数法将学科间一致性约束条件下的系统级优化问题转化为无约束优化问题,利用学科间的不一致信息,构造动态罚因子的表达式.根据学科间的不一致性情况,对学科间一致性约束赋予相应的权值,从而在保证学科间一致性要求的前提下,使系统级目标函数达到最优.最后,利用典型算例对该方法进行了验证,结果表明该方法优化效率较高,且具有一定的收敛性和鲁棒性.     

基于峭度的稳健特定信号盲提取

在盲源提取中,当所要提取信号的峭度在某一区间时,可以采用基于峭度的方法将期望的信号提取出来。如果采用外点惩罚函数法来求解,理论上要求惩罚因子趋于无穷大时才可能收敛到最优解,但是惩罚因子的增大往往导致代价函数的Hessian矩阵病态化。因此,这种方法在实际中稳健性很差。提出了采用Lagrange乘子法来解决特定信号的提取问题,与采用外点惩罚函数法的算法相比,这种方法在惩罚因子相对较小的情况下也能得到最优解。计算机仿真和实际的胎儿心电试验表明了这种方法在收敛速度和稳健性上要优于采用外点惩罚函数法的算法。     

GSVM优化问题的一种新的光滑函数法

提出求解广义支撑向量机(GSVM)优化问题的一种新的光滑函数法,克服了已有算法收敛速度慢且计算结构复杂的缺陷。首先利用最优化理论的KKT互补条件,将GSVM转化为无约束优化问题,然后给出了基于Newton型迭代的光滑函数的迭代方法。给出了这种光滑函数的有关性质、迭代算法的迭代格式及其收敛性。通过理论分析及数值实验证明了该算法对初始点不敏感,且收敛速度快、数值稳定。从而验证了算法的可行性和有效性。     

基于改进智能水滴算法的动态车辆配送路径优化

针对当前车辆配送过程中存在的配送路径不合理、配送效率低和需求不确定性等问题,提出一种基于改进智能水滴算法的动态车辆配送路径优化方法。构建软时间窗惩罚函数,考虑顾客对配送时间的要求,建立顾客满意度函数。综合车辆配送过程的车速、货损成本、惩罚成本、顾客满意度等特征,建立车辆路径优化模型。采用智能水滴算法对车辆路径优化模型进行求解,使用灰狼优化算法改善智能水滴算法的搜索能力,获取最优路径。实验结果表明该方法能够提供实时优化的路径,减少调配成本。     

基于粒子群优化算法的稀疏信号盲分离

把粒子群优化算法应用于稀疏信号盲分离中,采用基于粒子群优化算法的聚类算法来估计混合矩阵;然后利用粒子群优化算法在求解具有线性约束优化问题时,只需在初始化时粒子满足线性约束条件,无须做其它处理的特点来求解稀疏源信号,从而给出了一种基于粒子群优化算法的稀疏信号盲分离算法。该算法计算量小,精度较高。仿真结果表明该算法是有效的,具有良好的分离性能。     

一类非线性两级规划问题的模拟退火求解

提出一种基于模拟退火算法求解一类非线性两级规划问题的方法。为了提高模拟退火算法处理上级约束的能力，在模拟退火算法中引入一个辅助优化问题，通过求解该辅助优化问题产生满足上级约束的试探点，避免了使用罚函数处理上级约束。数值计算结果表明，与使用罚函数处理上级约束的模拟退火算法相比，本文提出的方法不仅可以提高求得全局最优解的可靠性，而且可以减少模拟退火算法的迭代次数，提高计算效率.     

基于协方差矩阵重构的单基地MIMO阵列无网格DOA估计方法

提出了一种单基地多输入多输出(multiple-input multiple-output, MIMO)阵列中的协方差矩阵重构的无网格波达方向(direction-of-arrival, DOA)估计方法。该方法通过降维处理将MIMO阵列等效为信噪比(signal-to-noise ratio, SNR)提升的均匀线列阵,将目标方位估计问题转化为混合范数最小化(mixed norm minimization, MixNM)稀疏信号重构问题。进一步给出了与该稀疏重构问题等价的基于网格的凸优化问题,并模型化为半定规划来求解。为了解决网格大小影响估计性能的问题,利用了等价均匀线列阵的托普利兹结构,模型化为半定规划问题来重构无噪声协方差矩阵,最后通过范德蒙分解来估计目标方位。与传统的基于MixNM方位估计方法相比,该方法减少了优化变量个数。与其他离网格方法相比,该方法估计精度不受网格大小的影响,且能够估计相干源目标。实验仿真验证了该方法的有效性。     

稀疏场景下SAR方位向随机丢失数据的迭代成像算法

针对合成孔径雷达(synthetic aperture radar, SAR)方位向随机丢失部分数据导致目标模糊和能量分散的问题, 提出基于稀疏优化理论的重建成像方法。该方法主要针对稀疏观测场景的SAR方位向随机缺失数据的回波信号进行成像处理, 利用SAR回波模拟算子, 避免了二维回波信号矩阵变成向量的操作, 从而减小了内存占用和计算量。所提出的基于SAR近似观测模型的迭代优化重建算法能够实现对观测目标幅度的高精度重建。和传统基于匹配滤波的SAR成像算法相比, 提出的算法能够明显地消除SAR方位向随机丢失部分数据引起的目标模糊和目标能量分散。和迭代软阈值收缩算法相比, 提出的算法重建的目标幅度误差更小。理想的点目标回波数据和真实的星载SAR稀疏观测场景的回波数据处理表明了所提算法在减少重建目标误差、提高观测目标区域的目标背景比等方面有较大的优势。     

基于进化PSO算法的稀疏捷变频雷达波形优化

为了提高稀疏捷变频(sparse frequency agility,SFA)雷达信号在稀疏重构中的精度和稳定性,提出一种基于进化粒子群优化(particle swarm optimization,PSO)算法的SFA雷达信号的优化设计.首先,推导了SFA雷达的信号模型和稀疏重构时的字典矩阵.然后,以最小化SFA雷达信...     

基于粒子群优化算法的USV集群协同避碰方法

针对无人水面艇(unmanned surface vessel, USV)集群在路径规划中的协同避碰问题,提出了基于滚动优化策略结合粒子群优化算法的USV集群协同避碰方法。首先,通过已有雷达、光电等传感器参数指标建立综合视域模型;其次,采取基于正切函数的惯性权重调整结合线性调整学习因子的方法来提高粒子群优化算法的全局搜索能力,同时,在适应度函数中加入转艏角控制来提高路径的平滑性;最后,利用改进后的粒子群优化算法规划出每个综合视域内的路径。仿真实验结果表明,该优化算法能实现USV集群的实时避碰,并快速为USV集群规划出平滑、安全的全局最优无避碰路径。     

Optimization method for diagnostic sequence based on improved particle swarm optimization algorithm

To realize the requirement of diagnostic sequence optimization in the process of design for testability, the authors put forward an optimization method based on quantum-behaved particle swarm optimization (QPSO) algorithm. By a precedence ordering coding, the diagnostic sequence optimization can be translated into a precedence ordering problem in the multidimensional space of swarm. It can get the optimizing order quickly by using the powerful and quick search capability of QPSO algorithm, and the order is the diagnostic sequence for the system. The realization of the method is simpler than other methods, and the results are more excellent than others, and it has been applied in the engineering practice.