基于DICA的存储受限流水车间调度

针对缓冲区空间和时间同时受限的流水车间调度问题,以最小化完工时间为优化目标建立了数学模型,并提出了求解方法。由于中间存储策略的限制,相对于普通流水车间调度问题,约束条件更加苛刻,且随着调度问题规模的增大,求解难度成倍增长,但却更加具有实用性和研究意义。帝国竞争算法具有求解精度高、收敛速度快的特点,在帝国竞争算法的基本框架上,提出了一种改进的离散帝国竞争算法。针对存储受限的流水车间调度问题,采用随机键编码的方式初始化种群;同化过程采取交叉替换的方式,并控制一定的同化概率,削弱帝国的势力,防止算法过早收敛;引入历史最优解机制,记录殖民的历史最优位置;革命过程中引入变异算子,以增强搜索能力;采用正交试验方法确定算法参数。在经典算例的基础上加入缓冲区约束并进行仿真实验,实验结果表明,离散帝国竞争算法求解质量高,收敛速度快。     

一类面向仓库车辆路径优化的改进禁忌搜索算法及其应用

在立体仓库中常需考虑车辆路径规划问题,传统的禁忌搜索算法在解决该类问题时,最终解的质量依赖于初始解。针对此问题并结合实际立体仓库,本文提出了改进的禁忌搜索算法。该算法的初始解部分由模拟退火算法生成,有效地克服了禁忌搜索算法对初值的依赖;规定禁忌搜索算法的特赦准则为模拟退火算法关联,在限定始末库位条件下,尽可能地寻找更短车辆路径,提高禁忌搜索算法的搜索能力。将改进的禁忌搜索算法与标准禁忌搜索算法进行仿真对比,改进算法在平均最短路径和稳定性上都有较大提升。将本文算法应用于立体仓库调度过程,在实际应用中效果良好,具备可行性。     

德士古气化炉气化反应过程的数值模拟与特性分析

利用Fluent软件对德士古水煤浆气化炉进行数值模拟仿真。用Finite Rate/Eddy-Dissipation（有限速率/涡耗散）模型求解气化过程;用Standard k-ε湍流模型封闭动量方程;用DPM（离散相）模型设置并求解煤粉燃烧的多步焦炭反应;用P-1辐射模型模拟气化炉内辐射特性。通过比较模型预测的数据与工业数据的差别,证实了模型的有效性。在此模型基础上考察了煤浆流量、氧气流量和煤浆浓度三者之间的耦合关系和中心氧体积分数对出口气体组成、有效气产率、温度及碳转化率的影响规律,为提高煤气有效成分、碳转化率和保证生产安全提供参考依据。     

基于混合知识的自适应粒子群算法及其在博弈问题中的应用

粒子群优化算法的寻优性能往往会受到控制参数和速度策略的影响。为提高粒子群优化算法的性能,提出了一种基于混合知识的自适应粒子群算法（SPSO-MK）。该算法使用不同的速度更新策略来平衡粒子群优化算法的局部和全局搜索能力,利用在线和先验知识分别对惯性权重和加速因子进行调整。选取32个测试函数进行仿真实验,结果表明本文算法的整体性能好于10种粒子群的变种算法和3种非粒子群算法。将本文算法用于求解3个非合作博弈纳什均衡问题,结果表明该算法能够取得较好的结果。     

物体三维断层点云重建的光幕测量方法

针对嵌入式点云显示的复杂性、运算效率低、算法理论少、应用少等问题,提出了一种物体三维断层点云重建方法。该方法通过断层信息和长度信息重建物体的三维点云,通过收集光幕传感器的测量信息得到物体的断层信息,若物体倾斜,则采用几何方法对断层信息进行校正,采用坐标相移将二维断层信息重建为三维点云。开发了基于FPGA的双光幕测量系统,实验结果表明,三维断层点云重建方法可以准确地显示物体的点云轮廓。该算法简单有效,执行效率高,为嵌入式点云应用提供了理论基础。     

基于灰狼算法和案例推理的工控系统入侵检测

提出了一种基于二进制灰狼算法和邻域粗糙集的案例推理分类算法（bGWO-NRS-CBR）,以有效处理工控网络数据样本高维、冗余的问题。首先,将邻域粗糙集（NRS）中的依赖度概念和属性个数作为二进制灰狼优化算法（bGWO）的适应度函数,通过狼群不断更新位置寻找最小相对属性集;然后基于属性重要度对权重进行优化分配从而建立案例推理（CBR）分类模型;最后利用该模型对工控网络标准数据集进行入侵检测研究。实验结果表明,本文算法能够获得最小相对属性子集,并有效提高入侵检测算法的准确度和效率。     

基于预测控制的冷、热、电联产型微电网能量管理

由于可再生能源出力特性和微电网运行约束等限制,如何进一步提高微电网中可再生能源消纳量已成为研究热点。本文在冷、热、电联产型微电网中引入用于提高可再生能源消纳量并承担部分热、冷负荷的电锅炉、吸收式制冷机和压缩式电制冷机装置,提出了基于预测控制的微电网能量管理方法。综合考虑网内各单元的工作特性,建立满足实际运行约束的冷、热、电联产型微电网能量管理模型。在孤网运行模式下,兼顾储能装置容量期望以及各单元运行特性,构建微电网能量管理优化目标。利用预测控制滚动优化策略以及可再生能源输出和冷、热、电负荷需求的预测结果,建立带有逻辑变量的有限时域优化问题,实现基于预测控制的微电网最优能量管理。仿真结果表明：引入电锅炉、吸收式制冷机和压缩式电制冷机装置可以达到提高微电网中可再生能源的消纳量、减少燃料消耗、降低运行成本的目的,预测控制中的滚动优化策略能够有效消除可再生能源输出的不确定性和冷、热、电负荷需求波动性带来的影响。     

短时睡眠过程中睡眠阶段的特征提取和分类

研究对象为白天短时睡眠时记录下来的多导睡眠生理数据,主要是为了提取睡眠过程中出现的睡眠各阶段的特征,并实现自动分期。首先,同步采集了白天20~30 min的短时睡眠过程中的脑电图（EEG）等生理数据;然后利用快速傅里叶变换(FFT)对采集到的数据进行频谱分析,提取睡眠各阶段的频域特征;最后采用支持向量机对短时睡眠数据进行自动分期。实验结果表明：FFT结合支持向量机(SVM)在短时睡眠阶段的研究中能够得到较好的分期结果。因此,通过对短时睡眠过程中浅睡眠各阶段的特征和分类结果的分析,能够为短时睡眠提供客观评价的依据。     

基于文化差分进化算法的最小二乘支持向量机及QSAR建模

针对最小二乘支持向量机最佳算法参数难以确定的缺陷,提出了基于文化差分进化算法的最小二乘支持向量机(Cultural Differential evolution Algorithm Least Square Support Vector Machine,CDE-LSSVM)。该算法通过新型的文化差分进化算法优化确定最小二乘支持向量机核宽度参数和惩罚系数,建立具有良好预测性能的模型。同时,针对药物定量构效关系（Quantitative Structure-Activity Relationships,QSAR）模型具有高度非线性、变量之间存在相关性的特征,采用CDE-LSSVM建立HIV-1蛋白酶抑制剂的药物定量构效关系模型。模型具有很好的拟合精度与预测精度,且优于最小二乘支持向量机、BP神经网络和径向基神经网络。     

基于无线HART的工业无线Mesh协议的设计与实现

无线传感器网络技术的发展和完善为工业应用提供了实施的可行性,但是工业现场环境复杂,无线技术在其中的应用一直备受挑战。通过剖析现今热门的、适用于工业环境的无线HART协议,依据无线HART的机理与应用需求,设计了工业无线Mesh协议。通过对原有TSMP协议的剖析及其对路由算法、TDMA调度算法的改进,以满足工业现场实时、可靠通信的要求。通过仿真实验以及硬件的部分实现,验证了协议的有效性和可实现性。