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MSSSA:一种针对全局优化问题的多策略增强型麻雀搜索算法 Research Article

孟凯1,2,陈晨1,2,辛斌1,2

《信息与电子工程前沿(英文)》 2022年 第23卷 第12期   页码 1828-1847 doi: 10.1631/FITEE.2200237

摘要: 麻雀搜索算法(SSA)是一种新的元启发式优化方法,具有简单和灵活的优点。然而,在处理多模态优化问题时,该算法仍存在早熟收敛、探索与开发不平衡等缺陷。针对上述问题,本文提出一种多策略增强的麻雀搜索算法(MSSSA)。首先,引入混沌映射以获取高质量的初始种群,并采用对立学习策略增加种群的多样性。其次,设计了一种自适应参数策略,以在全局探索与局部开发之间保持适当的平衡。最后,在个体更新阶段嵌入混合扰动,以避免算法陷入局部最优。实验结果表明,与一些先进的算法相比,所提出的MSSSA表现出突出的优化性能。该算法还成功地应用于两个工程优化问题,证明了MSSSA在解决实际问题方面的优越性。

关键词: 智能麻雀搜索算法自适应参数策略混合扰动优化问题    

基于价格机制的无线网自适应接纳控制算法

张雪

《中国工程科学》 2006年 第8卷 第4期   页码 32-38

摘要:

为了有效地控制对无线网资源的使用,针对自适应的多媒体应用带宽可以动态调整的特点以及价格对用户行为的影响,提出一种与价格机制相结合的自适应的接纳控制算法,该算法适合于无线网中具有多服务类、多优先级服务的情况,并根据网络当前状况动态地调整价格以缓解拥塞问题。该价格机制力求在有效性和易用性之间做出权衡。最后与未结合价格机制自适应接纳控制算法进行性能对比表明,将价格机制与接纳控制结合起来,可以很大程度上改善无线网的性能。

关键词: 无线网络     自适应的接纳控制     微观经济学     价格机制     连接级QoS    

一种基于高斯过程与粒子群算法的CNN超参数自动搜索混合模型优化算法 Research Article

闫涵,仲崇权,吴玉虎,张立勇,卢伟

《信息与电子工程前沿(英文)》 2023年 第24卷 第11期   页码 1557-1573 doi: 10.1631/FITEE.2200515

摘要: 然而,CNN性能很大程度上取决于其超参数,而为CNN配置合适的超参数通常面临着以下3个挑战:(1)不同类型CNN超参数混合变量编码问题;(2)评估候选模型的昂贵计算成本问题;(3)确保搜索过程中收敛速率和模型性能问题针对上述问题,提出一种基于高斯过程(GP)和粒子群优化算法(PSO)的混合模型优化算法(GPPSO),用于自动搜索最优的CNN超参数配置。首先,设计一种新的编码方法高效编码CNN中不同类型的超参数。其次,提出一种混合代理辅助(HSA)模型降低评估候选模型的高计算成本。最后,设计一种新的激活函数改善模型性能并确保收敛速率。在图像分类基准数据集上进行了大量实验,验证GPPSO优于最先进的方法。以金属断口诊断为例,验证GPPSO算法在实际应用中的有效性。

关键词: 卷积神经网络;高斯过程;混合模型;超参数优化混合变量;粒子群优化    

一种改进的和声搜索算法及其在权重模糊产生式规则获取中的应用 Research Article

叶绍强1,周恺卿1,Azlan Mohd ZAIN2,王方岭1,Yusliza YUSOFF2

《信息与电子工程前沿(英文)》 2023年 第24卷 第11期   页码 1574-1590 doi: 10.1631/FITEE.2200334

摘要: 和声搜索算法(harmony search, HS)是一种随机元启发式算法,其灵感来自于音乐家的即兴创作过程。针对HS在求解中易陷入局部极值等不足,本文提出一种混合布谷鸟算子的改进的和声布谷鸟搜索算法(modified HS with a hybrid cuckoo search (CS) operator,该算法首先对HS音高扰动调整方法的随机性进行分析,根据和声库中解的质量生成自适应惯性权重,并重构微调带宽寻优,提升HS的寻优效率及精度。其次,引入CS算子扩大解空间的搜索范围和提高种群密度,从而能够在随机生成和声和更新阶段快速跳出局部极值。最后,构建动态参数调整机制以提高算法寻优的效率。数值分析结果表明,HS-CS在处理高维函数优化问题上显著优于其他算法,表现出较强鲁棒性、高收敛速度以及收敛精度。

关键词: 和声搜索算法;布谷鸟搜索算法;全局收敛;函数优化;权重模糊产生式规则抽取    

一种基于参数扰动的芯片成品率双目标优化框架

Xin LI,Jin SUN,Fu XIAO,Jiang-shan TIAN

《信息与电子工程前沿(英文)》 2016年 第17卷 第2期   页码 160-172 doi: 10.1631/FITEE.1500168

摘要:

随着收缩技术的发展,工艺,电压和温度(PVT)参数的可变性显着影响了芯片设计的成品率分析和优化。先前的产量估计算法已经限于预测时序或功率产量。我们提出了一种基于Chebyshev仿射算术(CAA)和自适应加权和(AWS)方法的新型双目标优化框架,在该框架中将功率和时序收益两者均设置为目标函数。同时优化两个目标以保持它们之间的相关性。然后,通过计算累积分布函数(CDF)边界来建立功率延迟双目标优化模型。最后,将AWS方法应用于功率延迟优化,以生成分布良好的一组Pareto最优解。

关键词: 参数变化,参数收益率,多目标优化,切比雪夫仿射,自适应加权和,    

一种改进的果蝇优化算法及其在旅行商问题求解中的应用 Article

Lan HUANG, Gui-chao WANG, Tian BAI, Zhe WANG

《信息与电子工程前沿(英文)》 2017年 第18卷 第10期   页码 1525-1533 doi: 10.1631/FITEE.1601364

摘要: 旅行商问题(traveling salesman problem, TSP)是经典的NP(non-deterministic polynomial)难问题,在实际工程中有许多应用。而果蝇优化算法作为一种用于求解TSP问题的新智能算法,具有易于理解、实现简单等优点。然而,该算法收敛速度慢、易陷入局部最优,从而导致寻优精度不高。为了有效求解TSP问题,本文提出了三种改进方法,以优化果蝇算法在TSP求解中的应用。一是,更加注重果蝇觅食行为中的视觉搜索能力,从而增强果蝇算法的收敛能力;二是,在果蝇优化算法中融入了淘汰机制以增加种群多样性;三是,提出了逆序操作算子和乘法操作算子,并将这两种基本操作算子运用到果蝇算法求解TSP问题上。

关键词: 旅行商问题;果蝇优化算法;淘汰机制;视觉搜索;操作算子    

动态变化滚珠丝杠进给系统的智能非同位控制策略

刘辉, 张俊, 赵万华

《工程(英文)》 2017年 第3卷 第5期   页码 641-647 doi: 10.1016/J.ENG.2017.04.007

摘要:
滚珠丝杠进给驱动系统由于其细长的螺旋主轴和部件之间连接部分的灵活性,具有变化的高阶动态特性,并且当采用直线光栅尺进行直接位置测量时,它还具有非同位控制的明显特征。长期以来,动态特性和非同位状况一直是运动和振动控制困难的根源,它们还会降低轴的运动精度。在本研究中,考虑到灵活性及其变化,我们建立了基于频率的子结构动态模型,并充分研究了动态特性对位置变化的依赖,开发出由模态特征修正器(MCM)和智能自适应调整算法(ATA)组成的控制策略。MCM 由峰值滤波器和陷波滤波器组成,从而将设备动态变为虚拟同位系统,且可以避免控制溢出。使用人工神经网络(ANN)作为平滑参数插值器,可以实时更新滤波器的参数,以便应对进给驱动系统的动态变化。我们已经在实际的进给驱动系统中验证了所提出策略的有效性和鲁棒性。

关键词: 滚珠丝杠进给驱动系统     变化高阶动态     非同位控制     模态特征修正器     智能自适应调整算法    

桁架结构智能布局优化系统

李旲,胡云昌,曹宏铎

《中国工程科学》 2003年 第5卷 第2期   页码 75-79

摘要:

应用模糊、混沌、神经网络等理论,以结构质量为优化目标函数,在构造一个新型的布局优化模型的基础上,对桁架结构布局优化这一结构优化领域的难点问题进行了研究。构造了一个完整的桁架结构智能布局优化系统,该系统由5 个模块组成,具有智能自适应的特点,在确定了结构选型情况下,可以自动完成从基结构的智能自动建立到结构布局寻优的全过程。经实例验证,系统性能稳定,可以得到满足要求的结构布局优化解。

关键词: 布局优化     智能     优化系统     自适应    

采用嵌入时空距离的混合算法求解一类受限车辆路径问题 Research Article

冯振辉1,2,肖人彬1,3

《信息与电子工程前沿(英文)》 2023年 第24卷 第7期   页码 1062-1079 doi: 10.1631/FITEE.2200585

摘要: 本文研究了共享出行背景下一类受限车辆路径问题,该问题以用户订单为核心,每个订单具有预约时间限制以及起始点、目的地两个位置点转换,是典型的具有时间、空间双重约束的扩展车辆路径问题。根据该问题特征,我们建立了以运营成本最低和用户体验度最高为目标的路径规划模型。为更精确地求解模型,根据用户的时间和空间属性定义了时空距离表示函数,进而提出一种嵌入时空距离的混合算法。该算法可分为两个阶段,首先通过时空聚类,以用户之间时空距离为主要衡量指标对用户进行分类,为问题求解提供启发式信息;其次结合劳动分工策略和时空距离函数,提出一种改进蚁算法进行优化求解,以得到最终调度路线与其他启发式算法相比,该算法将基准实例中求得的最短路径长度降低2%–14%;与其他现存路径规划算法相比,该算法在测试实例上求得的综合成本更有竞争力。最后,利用两个实际的城市环境仿真案例进一步验证了所提算法的有效性。

关键词: 受限车辆路径问题;时空距离函数;劳动分工策略;蚁算法    

背包问题混合粒子群优化算法

高尚,杨静宇

《中国工程科学》 2006年 第8卷 第11期   页码 94-98

摘要:

经典的粒子群是一个有效的寻找连续函数极值的方法,结合遗传算法的思想提出的混合粒子群算法来解决背包问题,经过比较测试,6种混合粒子群算法的效果都比较好,特别交叉策略A和变异策略C的混合粒子群算法是最好的且简单有效的算法,并成功地运用在投资问题中。对于目前还没有好的解法的组合优化问题,很容易地修改此算法就可解决。

关键词: 粒子群算法     背包问题     遗传算法     变异    

三自由度混合磁轴承无模型自适应控制系统 Article

Ye YUAN, Yu-kun SUN, Qian-wen XIANG, Yong-hong HUANG, Zhi-ying ZHU

《信息与电子工程前沿(英文)》 2017年 第18卷 第12期   页码 2035-2045 doi: 10.1631/FITEE.1700324

摘要: 基于错误数学模型的系统控制会表现出低响应和高颤动。为解决这一问题,本文提出一种三自由度混合磁轴承无模型自适应控制系统。该控制系统仅与控制电流和轴承的平衡位置有关。其参数估计算法的设计与模型无关,直接基于输入和输出数据的伪偏导数。本文通过不同直径的辅助轴承分析了三自由度混合磁轴承转子悬浮区域,以及通过两种不同的操作系统具体分析无模型自适应控制系统的可行性。模拟和实验结果表明,该三自由度混合磁轴承无模型自适应控制系统具有响应速度快,稳态误差小,和稳定性好等优势。

关键词: 模型自适应控制混合磁轴承;非线性区域;快速响应;高稳定性    

基于自适应网络模糊推理系统的移动机器人导航控制 Research Article

Panati SUBBASH, Kil To CHONG

《信息与电子工程前沿(英文)》 2019年 第20卷 第2期   页码 141-151 doi: 10.1631/FITEE.1700206

摘要: 在障碍物高度杂乱的未知环境中自主导航是移动机器人研究的一个基本问题。提出一种基于自适应网络模糊推理系统(ANFIS)的差分驱动移动机器人导航控制器,用超声波传感器捕捉移动机器人周围的环境信息。设计了一个基于模糊逻辑的导航控制器,用于获取数据集训练ANFIS控制器。在移动机器人导航过程中,考虑到环境噪声对传感器读数的影响,将加性高斯白噪声添加到传感器读数中并反馈给已训练的ANFIS控制器。在3种不同环境下对移动机器人进行导航,评价该导航控制器的鲁棒性。通过与已有移动机器人导航控制器(如神经网络、模糊逻辑)比较行程长度、行程效率、弯曲能量,验证ANFIS控制器性能。仿真结果表明,与其他控制器相比,ANFIS控制器具有更好性能,能够在不同环境中顺利导航且不与障碍物发生碰撞。

关键词: 自适应网络模糊推理系统;加性高斯白噪声;自主导航;移动机器人    

基座参数欠精确环境下双机械臂刚体夹持系统的自适应神经鲁棒控制 Research

Fan XU, Jin WANG, Guo-dong LU

《信息与电子工程前沿(英文)》 2018年 第19卷 第11期   页码 1316-1327 doi: 10.1631/FITEE.1601707

摘要: 针对基座参数欠精确环境下双机械臂刚体夹持系统的自适应调控问题进行研究。提出一种自适应神经鲁棒控制器,能同时解决基座参数欠精确、系统内力、建模不确定性、关节摩擦以及外部干扰等多种问题。该控制器采用一个径向基神经网络来逼近系统包括非预期内力在内的全部动力学部分。结合仿真实验和分析,该控制器能有效保证轨迹跟踪误差渐进收敛于0,并保持内力在可接受范围。在自适应调节机制下,该方法能对系统中双机械臂进一步在线精确标定。为保证系统全局稳定性,该控制器建立定制化鲁棒补偿,结合李雅普诺夫理论,证明该控制器在基座欠精确以及其他多种不确定环境下的鲁棒性。

关键词: 协同机械臂;神经网络;欠精确基座平移坐标;自适应控制;鲁棒控制    

参数初值整定和自适应鲁棒方法的3-RPS气动并联平台位姿控制 Article

Guo-liang TAO,Ce SHANG,De-yuan MENG,Chao-chao ZHOU

《信息与电子工程前沿(英文)》 2017年 第18卷 第3期   页码 303-316 doi: 10.1631/FITEE.1500353

摘要: 本文讨论了关于气缸驱动的3-RPS并联平台的一种控制方法。研究对象使用气动比例方向阀控制各驱动气缸,并建立了系统的运动学和动力学模型,采用基于反步法和在线参数辨识的自适应鲁棒控制器作为主要控制方式。同时为了满足对系统未建模部分和参数估计误差导致的干扰,将直接自适应快速补偿集成与控制器的设计中。为了避免因为在平台运动过程等实际工况中负载变化对性能造成的影响,提出了一种参数初值整定模式,提升了控制算法适应性。通过采用这些方法,并联平台位姿轨迹跟踪性能的频响和精度均有了提升,并且负载和约束内力对平台控制性能造成的不良影响也得到了消除。不同工况下的实验显示了所设计的控制方法的良好性能,使整体平均相对误差减小到1%以内。

关键词: 参数初值整定;自适应鲁棒控制;并联机构;气缸    

改进的动态灰狼优化算法 Research Articles

张小青1,2,张玉叶1,明正峰2

《信息与电子工程前沿(英文)》 2021年 第22卷 第6期   页码 887-890 doi: 10.1631/FITEE.2000191

摘要: 在标准灰狼优化算法(GWO)中,搜索狼必须等到其他搜索狼与3个领导狼之间的比较完成后才能更新其当前位置矢量。正因为有此等待时间,标准GWO被视为静态GWO。为消除这种等待时间,提出两种动态GWO算法:第一种动态灰狼优化算法(DGWO1)和第二种动态灰狼优化算法(DGWO2)。在动态GWO算法中,当前搜索狼不需要等待所有其他搜索狼与领导狼的比较,在完成自身或前一匹搜索狼与领导狼的比较后,即可更新其位置矢量。动态GWO算法及时更新搜索狼的位置,提高了算法迭代收敛速度。以动态GWO算法结构为基础,对其他改进GWO算法也进行了一定的性能测验。实验证明,对同一改进GWO算法,以动态GWO结构为基础时的性能总体上优于以静态GWO结构为基础时的性能。

关键词: 智能;灰狼优化算法;动态灰狼优化算法优化实验    

标题 作者 时间 类型 操作

MSSSA:一种针对全局优化问题的多策略增强型麻雀搜索算法

孟凯1,2,陈晨1,2,辛斌1,2

期刊论文

基于价格机制的无线网自适应接纳控制算法

张雪

期刊论文

一种基于高斯过程与粒子群算法的CNN超参数自动搜索混合模型优化算法

闫涵,仲崇权,吴玉虎,张立勇,卢伟

期刊论文

一种改进的和声搜索算法及其在权重模糊产生式规则获取中的应用

叶绍强1,周恺卿1,Azlan Mohd ZAIN2,王方岭1,Yusliza YUSOFF2

期刊论文

一种基于参数扰动的芯片成品率双目标优化框架

Xin LI,Jin SUN,Fu XIAO,Jiang-shan TIAN

期刊论文

一种改进的果蝇优化算法及其在旅行商问题求解中的应用

Lan HUANG, Gui-chao WANG, Tian BAI, Zhe WANG

期刊论文

动态变化滚珠丝杠进给系统的智能非同位控制策略

刘辉, 张俊, 赵万华

期刊论文

桁架结构智能布局优化系统

李旲,胡云昌,曹宏铎

期刊论文

采用嵌入时空距离的混合算法求解一类受限车辆路径问题

冯振辉1,2,肖人彬1,3

期刊论文

背包问题混合粒子群优化算法

高尚,杨静宇

期刊论文

三自由度混合磁轴承无模型自适应控制系统

Ye YUAN, Yu-kun SUN, Qian-wen XIANG, Yong-hong HUANG, Zhi-ying ZHU

期刊论文

基于自适应网络模糊推理系统的移动机器人导航控制

Panati SUBBASH, Kil To CHONG

期刊论文

基座参数欠精确环境下双机械臂刚体夹持系统的自适应神经鲁棒控制

Fan XU, Jin WANG, Guo-dong LU

期刊论文

参数初值整定和自适应鲁棒方法的3-RPS气动并联平台位姿控制

Guo-liang TAO,Ce SHANG,De-yuan MENG,Chao-chao ZHOU

期刊论文

改进的动态灰狼优化算法

张小青1,2,张玉叶1,明正峰2

期刊论文