基于遗传算法的磁聚焦线圈阵列设计与场分布计算

提出了以平面和圆环面聚焦线圈阵列实现磁聚焦的方案.使用经过改进的自适应遗传算法对注入阵列各子线圈电流的大小和相位进行了优化,在目标区域内较好地实现了磁聚焦.通过计算,显示了线圈阵列在优化后的电流组态下产生的磁场在计算区域内的归一化幅值分布和二维等高线图,表明了聚焦线圈阵列可在目标区域产生具有良好聚焦性能的磁场分布,并具有可同时聚焦至多个靶目标的能力.     

半球型线圈阵列聚焦磁场计算与性能优化

为提高聚磁装置的电磁性能,提升经颅刺激、肿瘤治疗等领域的医疗效果,提出一种半球型线圈阵列结构及优化设计方法.根据电磁场理论建立了聚焦磁场解析计算模型,利用电磁场数值计算方法计算聚焦磁场,验证了解析模型的正确性,揭示了聚焦磁场的分布规律,给出了主要结构参数的灵敏度评价.根据优化目标和约束条件,利用解析模型和智能优化算法(NSGA-Ⅱ)对聚磁线圈阵列开展优化设计,得到满足热性能和聚磁性能等指标的设计结果.建立了聚磁线圈阵列原理样机并开展实验研究.优化计算结果、有限元计算结果及实验结果对比表明:聚焦磁场解析计算模型的计算误差约2%～3%,半球型线圈阵列布置合理,聚焦磁场满足范围、梯度以及幅值要求,采用NSGA-Ⅱ优化设计有效提高了线圈阵列的聚磁性能.     

脉冲涡流阵列探头与铝合金缺陷定量检测

针对航空铝合金试件体积较大的问题,建立了阵列式脉冲涡流探头有限元仿真模型,根据脉冲涡流趋肤效应及能量分布原理,设计了MAX038仿真模型产生激励信号并加载于阵列线圈上,通过优化线圈参数实现了试件缺陷的定量检测.结果表明,仿真模型激励信号加载于线圈上生成的磁场分布,与模拟激励相似但更接近实际情况.优化后的线圈提高了缺陷识...     

磁聚焦电导率成像系统的阵列线圈驱动电路设计实现

利用晶体振荡器设计稳定度很高的信号源,其输出由可编程放大器调节后,经过功率放大电路输出至线圈阵列,实现了对三种不同结构和性能的阵列线圈的驱动, 使线圈阵列达到很好的磁场聚焦效果.     

并行混沌与和声搜索的多目标混合优化算法

针对传统的混沌优化算法对初始值敏感、搜索精度低和收敛速度慢,以及和声搜索收敛不稳定、处理多目标优化问题时适应性差等不足,研究了一种多目标并行混沌与和声搜索混合优化算法(MOCOHSA).MOCOHSA利用并行混沌优化的全局搜索能力与和声搜索算法的局部搜索能力,并在和声搜索中引入自适应操作,在解决多目标优化问题时表现出良好的搜索速度和收敛性能.对8个多目标优化测试函数的优化计算中,该算法表现出比其它多目标优化算法更好的性能.算法最后用于解决卫星热管设计问题.     

管道磁聚焦瞬变电磁技术设计与实现

为克服瞬变电磁法检测埋地管道时局部腐蚀分辨率低、抗干扰能力差的缺点,利用磁信号聚焦技术对其进行改进。首先,给出矩形载流线圈磁场空间分布的计算公式;并利用改进的遗传算法对线圈阵列进行了设计。根据实际检测需求,设计了一种由三线圈组成的阵列。仿真结果表明阵列60%以上能量聚集于半径0.5 m的圆形区域内。阵列激励磁场测量结果表明,其聚集斑半径小于0.7 m,与传统瞬变电磁检测仪相比极大提高了管道局部腐蚀分辨率。     

生命线工程网络抗震优化算法研究

以生命线工程网络系统造价为优化目标,网络拓扑结构为优化参数,网络节点抗震连通可靠度为约束条件,建立生命线工程网络系统的抗震拓扑优化模型.同时,介绍了利用递推分解算法来获得单元重要度的方法,进而利用遗传算法、模拟退火算法和遗传-模拟退火混合算法,进行了生命线网络系统的抗震拓扑优化分析.其中,遗传算法通过对种群选择、交叉和变异操作不断进化以获得优化解,模拟退火算法则通过扰动当前解产生新解来获得优化解,遗传-模拟退火混合算法则通过将遗传算法中的变异操作以模拟退火操作代替获得优化解.利用三种优化方法对两个算例进行生命线工程网络系统的抗震拓扑优化分析.计算结果对比表明,遗传-模拟退火混合算法具有最好的优化能力.     

经颅磁刺激电磁场分析系统设计

为了对经颅磁刺激下大脑内部磁场分布和变化规律进行准确分析,并对刺激线圈进行个性化设计,设计了经颅磁刺激电磁场分析系统.利用有限元方法,建立真实头模型,对线圈产生的脉冲磁场整个过程做全面的电路磁场混合分析,仿真不同线圈参数在脑内产生的效果.同时,根据临床磁刺激需要,结合数据库技术对磁刺激线圈参数进行自动优化选择.实验表明,该系统分析准确,为实际刺激线圈的制作和临床刺激强度的选择提供了依据.     

求解约束优化问题的自适应免疫混合蛙跳算法

针对基本混合蛙跳算法存在收敛速度幔和优化精度低等不足,提出了免疫混合蛙跳算法.将免疫算法的信息处理机制插入到基本混合蛙跳算法中,免疫接种算子可以改善算法的搜索能力,以此引导算法的进程.同时通过自适应机制来维持种群的多样性,使得算法在保持开发与探索平衡的同时提高了收敛精度.通过对13个经典约束优化问题测试函数的仿真实验,表明了自适应免疫混合蛙跳算法在约束优化问题上具有很好的性能.     

基于人工鱼群算法的交通信号灯配时优化模型

为了改善交叉口运行现状,该文构建了以车辆延误和停车次数作为优化目标的交叉口信号优化模型并对优化算法进行了研究.基于Webster算法的局限性,引入人工鱼群算法来改进目标配时方案,并分析了人工鱼群算法的实现函数,同时结合混沌理论与反馈理论对算法进行了改进来提高全局优化能力.最后针对案例交叉口,使用JAVA语言设计算法程序...     

注塑成型工艺多目标稳健设计及优化算法

在注塑成型过程单目标稳健设计的基础上,提出了成型质量特性均值及标准差的双目标稳健设计模型以及成型多质量特性的多目标稳健设计模型,提出了基于Pareto最优的混合交叉变异的多目标蚁群算法.在结合实例的研究中,针对某遥控器上下盖的注塑成型工艺参数设置分别建立了翘曲量均值及标准差的双目标稳健设计模型和最大翘曲量及最大体积收缩率的多目标稳健设计模型,再利用混合交叉变异的多目标蚁群算法进行求解,求解结果与non-dominated sorting genetic algorithmsⅡ(NSGAⅡ)算法比较,得出部分算法性能指标优于NSGAⅡ算法.利用多目标稳健优化得到的工艺参数进行实际注塑成型,得到的塑件制品成型质量好并且波动较小.     

智能变电站中电流互感器实时响应性能研究

互感器作为智能变电站中的关键设备之一,其实时响应性能的好坏直接决定了后续继电保护设备能否正确有效地动作.针对目前电流互感器的测量线圈因偏心导致实时测量结果不准确,而影响设备实时响应性能的问题,设计了一种基于环形磁场传感阵列的电流互感器.其采用嵌入了磁场传感器的环形线圈作为传感头,并将含铁芯的线圈作为标准线圈对环形磁场传感阵列线圈进行校准,以降低一次导体的偏心影响,从而改善测量准确度.且针对目前积分算法普遍精确度不高的问题,设计一种高精度的积分算法,能有效提高电流互感器测量准确度,改善设备的实时响应性能.     

舰船磁场测量中坏点磁场的等效源预测方法

针对消磁站部分测磁探头损坏形成坏点而影响舰船磁场准确测量的问题,提出了以磁偶极子阵列为等效源的坏点磁场预测方法.该方法通过提取正常测量点的磁场信息,建立了基于磁偶极子阵列的舰船等效磁模型,利用PSO(微粒群优化)算法求解出模型参数,由此推算出其他测量点的磁场值,实现了坏点磁场的预测.船模实验研究结果表明:该方法可以准确预测坏点磁场,并且具有较好的稳定性,能满足实际工程的应用要求,坏点分布特性和舰船磁场变化特征均对预测精度有一定的影响.     

基于多目标模拟退火法的垂向检测线圈改进

针对目前磁性检测站利用地磁模拟法获取的舰艇垂向感应磁场精度不够高的问题,提出一种检测线圈改进方法,以获得高精度的感应磁场.研究了双层垂向检测线圈的磁场均匀度对求解椭球壳感应磁场精度的影响,以磁场的均匀度和极差值构建目标函数,采用多目标模拟退火法对四层检测线圈的垂向坐标和安匝数进行优化.数值仿真表明:检测线圈改进后磁场均匀度提高了 13.00％,潜艇模型感应磁场Ziz的相对误差由4.10％降至1.95％.根据线圈优化结果搭建了线圈系统,并进行潜艇模型感应磁场测量实验,证明使用改进后的线圈能够获取更加精确的感应磁场Ziz,为工程上设计检测线圈提供了新的思路.     

云存储部署优化的进化算法设计

针对云计算环境下的云存储部署规划优化问题,全文研究和提出了一种进化算法并进行了求解.首先基于对象存储方法,设计了三层架构云存储模型.在建立的模型中,将云存储部署抽象为多目标优化调度问题,针对现有粒子群优化算法或遗传算法在解决这一优化调度问题过程中出现的收敛速度及调度效率等方面的不足,将2种算法进行有效融合,设计了混合进化算法来进行求解,讨论了进化算法的优化设计过程.同时,在云计算仿真平台CloudSim上,对所提出的优化算法进行仿真实验,并对云存储中负载均衡等性能指标的改善程度进行了检测.结果表明,所提出的混合进化算法有效实现了云存储的优化部署任务,与其他进化算法相比,能对性能指标实现更优配置.     

无线传感器网络覆盖优化策略

针对无线传感器网络节点覆盖容易出现空洞和盲区的问题,提出一种基于改进人工鱼群算法的无线传感器网络覆盖优化算法.首先构建网络节点的信任度模型,进行节点轮换调度修复路由,然后采用改进人工鱼群算法进行无线传感器网络节点的自适应定位寻优,以人工鱼群优化的节点分布模型重构无线传感器网络(WSN)节点覆盖连通图,实现优化网络覆盖.仿真实验结果表明,利用覆盖优化算法进行WSN网络节点设计,明显地改善了网络节点的覆盖质量,提高了无线传感器网络的安全性能.     

船舶协同设计中的优化资源配置算法研究

分析了船舶协同设计过程中任务分解和任务分配的基本方法,在此基础上建立了求解最低设计成本数学模型.讨论了利用遗传算法和模拟退火算法解决船舶协同设计中的优化资源分配问题,并比较了各个算法的优缺点.提出了采用遗传模拟退火的混合算法在船舶设计中计算最优资源分配的方案.经实验证明,混合算法能够取得全局最优解,最大限度地实现最小化项目设计成本的目标.     

基于自动生成策略的供水管网抗震优化算法

以管网年费用折算值为优化目标、管网拓扑结构与管径为优化参数、管网节点抗震可靠度为约束条件,建立了供水管网抗震优化设计模型.基于自动生成策略,并结合环形管网判断方法,分别利用遗传算法、遗传-模拟退火算法和微粒群算法进行了供水管网的抗震拓扑优化分析.利用3种优化方法对2个典型供水管网进行了对比分析.对比分析表明,遗传-模拟退火算法具有最好的优化能力.     

基于人工免疫算法的电梯交通动态分区的优化

提出了一种利用新兴的人工免疫算法优化电梯高峰客流动态分区的新方法,实现了非连续楼层的优化计算．剖析了电梯交通的动态分区模型,设计了动态分区模型的人工免疫算法,并对之做了比较仿真研究．仿真结果表明,基于该算法的动态分区在处理客流分布不均匀的电梯交通时,表现出良好的性能．该算法能快速地找到电梯交通的最优分区或者次最优分区,具有一定的应用价值．     

粒子群优化算法在无功优化问题中的应用

无功优化是电力系统安全经济运行的核心问题之一,电力系统无功优化规划是一个较复杂、多目标、非线性的混合规划.它的目标是在满足约束条件的前提下,使系统的某个指标或多个指标达到最优.在分析配电网无功优化所面临困难的基础上提出了一种粒子群优化算法,并结合IEEE30节点试验系统利用粒子群算法以实现.计算结果表明,这种优化方法有利于提高配电网的无功优化水平.