基于混沌粒子群优化的转子失衡参数辨识研究

为了更精确辨识多面转子轴系的失衡参数,采用适用于复杂非线性求解问题的粒子群优化算法替代失衡参数辨识反问题求解过程。在使用粒子群优化求解时,引入混沌优化思想,分别对权重因子和迭代规律进行调整,提出了混沌权重粒子群优化（chaos weighted particle swarm optimization, 简称CWPSO）和双混沌粒子群优化（double chaos particle swarm optimization, 简称DCPSO）,并与标准粒子群优化（standard particle swarm optimization, 简称SPSO）和异步自适应粒子群优化（asynchronous adaptive particle swarm optimization, 简称ASPSO）进行了仿真对比,结果显示,DCPSO的平均误差最小为2.86%,稳定性最佳。采用DCPSO在本特利RK4实验台上进行失衡参数辨识及振动抑制实验,结果表明,在转速为2 040 r/min时,该算法对多面转子轴系失衡参数辨识效果最佳,由失衡引起的振动抑制率达95%左右。     

基于混沌粒子群优化的神经网络在旋转机械故障诊断中的应用

基于混沌粒子群优化算法提出一种根据群体早熟收敛程度和个体适应值来调整惯性权重的自适应混沌粒子群优化算法,算法兼顾全局寻优和局部寻优,能够有效地避免早熟收敛.使用自适应混沌粒子群优化算法训练神经网络并建立旋转机械故障诊断模型,实验结果表明,与粒子群优化算法、遗传算法训练神经网络相比,基于自适应混沌粒子群优化算法的神经网络能够有效改善神经网络的训练效率,提高故障模式识别的准确率.     

脉动式无级变速器的混沌粒子群优化设计

针对脉动式无级变速器输出转速脉动度过高的问题,提出一种基于混沌粒子群算法的尺寸优化方法。首先提出一种混沌粒子群算法,即用混沌变异替代原速度和认知部分并增加惩罚项用于求解约束优化问题。其次,以尺寸参数为决策变量,以脉动度为评价指标,结合约束条件建立变速器的适应度函数。最后,应用混沌粒子群算法求解变速器尺寸参数最优解。结果表明,相对于基本粒子群算法,混沌粒子群算法精度和鲁棒性提高一个数量级,求解时间减少70%,优化后的变速器脉动度下降了41%。     

基于CAPSO算法的修正炮弹分数阶控制器设计

为了提高修正炮弹系统模型的控制品质,采用分数阶控制器以取得更优的控制效果。针对分数阶控制器参数整定时大都需要公式推导、计算量大等问题,提出一种基于混沌自适应粒子群优化算法(CAPSO)并用于修正炮弹分数阶控制器的设计。将混沌算法与惯性权重调整的粒子群算法融合,对粒子群进行混沌初始化并对陷入局部最优的粒子进行混沌搜索,同时引入惯性权重非线性调整策略提高了算法的收敛精度,得到全局最优解。利用CAPSO算法对分数阶PIλDμ控制器的参数进行整定,并用于修正炮弹俯仰角稳定回路的控制中。通过仿真实验,验证了该优化算法的可行性。仿真结果表明,CAPSO算法在修正炮弹分数阶控制器的参数整定方面优于主导极点法、粒子群优化算法(PSO)等算法,与PSO算法相比调节时间减少了1.139 s、超调量减小了11.84%,具有收敛速度快、超调量小、稳定性好、抗干扰性强等特点;经CAPSO算法优化的分数阶PIλDμ控制器动态响应特性要优于整数阶PID控制器。     

模糊环境下基于Vague集的虚拟企业伙伴选择研究

为解决模糊完工时间和交货期下的虚拟企业伙伴选择问题,提出一种基于Vague集的伙伴选择方法。在给出基于Vague集的交货时间满足度概念的基础上,建立了以极大化交货时间满足度指数为优化目标的虚拟企业伙伴选择模型,该模型考虑了交货时间满足度、成本和任务间的时序关系等因素。为解决标准粒子群优化算法容易陷入局部极值的问题,引入混沌搜索方法,设计了一种混沌粒子群优化算法进行模型求解。实例分析表明,混沌粒子群优化算法比标准粒子群优化算法具有更强的局部搜索能力。     

一种不确定对象的自适应智能PID控制系统

针对不确定非线性、时滞对象,提出了一种自适应智能PID控制系统.将模糊神经网络和PID神经网络相结合,构成一种智能型PID控制器;控制器参数采用混沌策略与粒子群算法结合的混沌粒子群离线优化和误差反传算法在线调整相结合的方法获得;通过引入最小二乘支持向量机用作辩识器,使控制系统能处理具有未知特性的不确定对象的控制问题.仿真结果表明:通过辩识器的良好非线性映射能力和控制器及其优化算法的有效结合,系统响应速度快、平稳、超调小,且具有一定的鲁棒性,验证了该系统的可行性和有效性.     

基于CPSO-LSSVM的多传感器数据融合

文中提出了一种新的基于混沌算法优化的粒子群(CPSO)算法,该算法在种群初始化时应用混沌算法优化粒子的初始位置,扩大粒子的有效搜索范围,在陷入局部最优时应用混沌算法遍历整个搜索空间,跳出局部最优.仿真实验证明该算法寻优性能优于当前其他PSO算法.利用CPSO对LSSVM的参数进行优化选择,建立多传感器数据融合模型.将该模型应用于压力的检测,实验证明了该方法优于当前其他主要方法.     

基于模糊关联熵的高维多目标流水车间调度优化

针对现有优化方法在求解高维多目标问题上的弊端,将多目标解映射为模糊集,提出利用表征模糊集间关联相似程度的模糊关联熵方法解决多目标优化问题。建立基于模糊关联熵的多目标优化方法,以模糊关联熵系数的大小衡量Pareto解模糊集与理想解模糊集的相似程度,并以该系数作为粒子群优化算法适应度值引导算法进化,建立基于模糊关联熵的多目标粒子群优化算法。实验表明,基于模糊关联熵的粒子群优化算法可以有效解决高维多目标Flow Shop调度问题,算法在优化解和各性能指标上皆优于基于随机权重的粒子群优化算法,特别在求解较大规模问题时,基于此法的粒子群优化算法表现更佳。     

应用混沌粒子群算法求解工程优化问题

针对工程优化设计问题,提出了基于混沌粒子群算法的工程约束优化问题求解方法.CPSO算法利用混沌搜索的全局遍历性、随机性和规律性等特点,引导粒子在全局范围内搜索,从而克服了传统粒子群算法早熟收敛的缺点.该算法以种群适应度方差作为粒子群优化算法早熟收敛的判据,并用惩罚函数法处理违法约束的粒子,当基本粒子群算法陷入早熟时,随机选择粒子群中的部分粒子实施混沌搜索,直至满足迭代收敛条件为止.CPSO算法能提高种群的多样性和粒子搜索的遍历性,从而有效提高了PSO算法的收敛速度和精度.两个工程约束优化实例的求解结果表明,该算法的优化结果最好,收敛速度也比较快.     

基于混沌优化MPSO的移动机器人FastSLAM算法研究

针对移动机器人快速同时定位和地图创建(FastSLAM)中粒子退化问题,提出一种基于混沌优化的中值导向粒子群优化(MPSO)算法。该算法在粒子估计过程中引入观测信息,调整粒子的提议分布,提高位置预测的准测性。混沌优化MPSO算法采用两步优化策略,首先通过中值导向加速度来改进粒子的进化速度,有效地克服粒子退化问题,改善算法的收敛性;然后针对粒子耗尽问题,在MPSO优化算法中引入混沌搜索算法来寻找全局最优位置,驱散聚集在局部最优的粒子群,使其向全局最优位置靠近,扩大解空间的范围,从而保持种群的多样性。仿真和实时数据证明了该方法正确、可行。     

低比度钢板微小缺陷的图像增强和分割

针对低对比度、微小的钢板表面缺陷，提出了基于图像增强的图像分割算法来有效分割和识别缺陷目标。采用小波变换与同态滤波结合算法对图像进行增强处理，不仅消除照度不均的影响，还突出了缺陷细节的信息，达到图像增强的效果。最后，利用粒子群算法优化最大类间方差法参数（PSO-Otsu）确定增强后图像的最佳阈值，并结合Canny算子进行缺陷检测。对比其他算法，该算法在检测低对比度的微小缺陷上取得了良好的效果。     

引入单纯形算子的粒子群优化算法在板形模式识别中的应用

将粒子群理论引入板形模糊模式识别系统，对识别后的板形进行优化，提高了板形识别的精度。粒子群算法作为一种全局优化算法，对于复杂优化问题，存在容易陷入局部极值的不足，因此，提出了粒子群和单纯形混合优化算法，将具有良好局部搜索能力的单纯形法与粒子群算法的全局搜索能力结合起来，有效地提高了板形模式识别优化的收敛速度，同时也提高了识别精度。     

基于小生境粒子群优化的挖掘机器人自抗扰视觉伺服控制

为提高挖掘机器人的自主挖掘能力,设计一种基于图像的自抗扰视觉伺服控制器,对挖掘机器人的动臂、斗杆、铲斗组成的3节机械臂末端位置和姿态在x-z平面进行控制,实现自主挖掘目标任务。针对自抗扰控制器需要整定的参数较多,参数间相互影响,整定困难的特点,引入粒子群算法对控制器参数进行优化。由于原始粒子群算法存在后期易陷入局部最优的缺欠,采用小生境粒子群算法对自抗扰控制器参数进行整定优化。对粒子群及小生境粒子群算法的优化性能进行比较研究的基础上,设计了适合挖掘机器人的自抗扰视觉伺服控制器,采用小生境粒子群算法得到自抗扰控制器整定参数。搭建xPCTarget主机—目标机环境进行试验及仿真,表明小生境粒子群优化的自抗扰视觉伺服控制器控制精度高、鲁棒性强。     

基于混沌粒子群算法的单台批加工设备调度

提出了一种基于混沌粒子群算法的双层调度方法。双层调度的外层基于加工时间最小的目标构建组批方法集,然后将其作为内层算法的搜索空间;双层调度的内层以加工时间最小为适应值函数,采用混沌粒子群算法求解批次排序的最优解,得到最优的组批方法及其排序。通过仿真验证了该算法在搜索时间和搜索精度的可行性。     

加工参数优化中自适应协同粒子群算法研究

针对加工参数优化过程中粒子群优化算法的优化效果受参数影响较大的问题,提出了自适应协同粒子群优化算法。对粒子群优化算法的参数对优化结果的影响进行了详细而深入的分析,在此基础上,给出了优化过程中惯性权重、学习因子、最大速度等参数的变化规律,并通过仿真的方法确定了最优参数的取值。最后通过对基准函数的仿真实验,验证了本文算法的正确性和有效性。     

基于粒子群优化KFCM的风电齿轮箱故障诊断

针对基于有监督学习的方法无法识别未知类别故障,提出了一种基于粒子群优化模糊核聚类(kernel fuzzy c-means clustering,简称KFCM)的风电机组齿轮箱故障诊断方法。首先,建立以训练样本分类错误率为目标的聚类模型,利用KFCM对训练样本进行分类;然后,以初始聚类中心和核函数参数作为优化变量,利用粒子群优化算法求解聚类模型,获得最优分类结果下每个类的类心;最后,根据新样本与各类心之间的核空间样本相似度判断新样本属于已知故障或者未知故障。以某风电机组齿轮箱为例,对提出方法的有效性进行试验验证。结果表明,与传统基于有监督学习的神经网络方法相比,该方法能有效诊断已知和未知类别的故障。     

基于混沌序列的起重机箱形主梁粒子群优化

为了解决起重机箱形主梁优化设计中的多变量、多约束问题,提出了一种新的基于混沌序列的粒子群优化算法。利用混沌变量的遍历性和随机性,通过Logistic映射生成初始粒子群位置。根据平均粒距描述种群的多样性,通过混沌扰动对早熟个体进行局部搜索,从而跳出局部极小点。起重机箱形主梁优化试验结果表明,新混沌粒子群算法具有收敛速度快,优化精度高的优点。     

基于粒子小波变异算法的焊接图像缺陷检测研究

为了提高焊接图像缺陷检测的效果,采用粒子小波变异算法。首先对焊接图像进行滤波和增强,确定焊缝缺陷边界提取范围;然后对粒子群进行小波变异操作,适应值较好的粒子变异概率相对小,通过海明距离计算粒子群的缩放因子,把Morlet小波作为母波,增加粒子多样性;最后建立焊接图像缺陷检测模型,给出算法流程。试验仿真显示,本文算法对焊接图像缺陷检测形状接近实际,能检测出不规则的缺陷,缺陷边缘连通性好,像素误差小,检测效率高。     

粒子群算法在多模式项目作业调度中的应用

采用混沌粒子群算法解决多执行模式资源受限项目调度问题(MRCPSP),先生成第一代执行模式链表,然后定义由工序随机生成的一组数为优先规则链表,由逆向迭代的串行进度生成机制形成最优解,结合混沌理论,在粒子群算法的基础上,更新粒子。并运用遗传的思想生成新子代的方式更新执行模式链表,计算并保留最优调度的模式。对库里的算例进行验算,结果证明了这种方法是有效的。