检索结果-内蒙古大学图书馆

包装工程 2024年第5期45卷 220-229页

作者：徐帆马良张惠珍陈曦上海理工大学管理学院上海200093

目的为使应急物资及时高效地送到灾区,针对多目标应急选址-路径问题,在考虑灾区的时间窗及物资运输过程中道路安全的情况下,以最小化经济成本、最小化时间惩罚成本及最大化道路安全性为目标,构建多目标优化模型。同时,设计改进的樽海鞘... 详细信息

目的为使应急物资及时高效地送到灾区,针对多目标应急选址-路径问题,在考虑灾区的时间窗及物资运输过程中道路安全的情况下,以最小化经济成本、最小化时间惩罚成本及最大化道路安全性为目标,构建多目标优化模型。同时,设计改进的樽海鞘算法求解问题,以验证模型的可行性和算法的有效性。方法根据模型的特征对樽海鞘算法进行改进,运用随机生成和贪心算法相结合的方式生成初始解,利用交叉算子和邻域搜索算子改进原始算法的位置更新操作,引入非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)的精英保留策略,以提高算法的性能。结果经过多个算例测试,该算法能快速获得一簇Pareto解,与基本樽海鞘算法进行对比后可知,改进后的算法性能更优越。结论对于灾后及时响应的应急选址路径问题,采用改进的樽海鞘算法具有一定优越性,并在多个目标权衡的情况下,可供决策者根据目标的偏好找到较满意的解,对于研究应急选址路径问题具有一定的参考价值。

关键词：选址-路径问题应急物资时间窗改进樽海鞘算法

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基于改进樽海鞘群算法的卸车调度优化

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重庆交通大学学报（自然科学版） 2021年第11期40卷 32-39页

作者：李长安赵德隆王国勇吴忠强张立杰燕山大学先进锻压成形技术与科学教育部重点实验室河北秦皇岛066004 燕山大学电气工程学院河北秦皇岛066004 燕山大学河北省重型机械流体动力传输与控制重点实验室河北秦皇岛066004 神华天津煤炭码头有限责任公司天津300457

针对港口载煤列车的卸车调度流程主要依靠工人经验进行调度作业,存在决策时间长、作业冲突和列车在港时间过长等问题。以列车在港时间最少为总优化目标,在已知列车到港时间及堆垛与煤种对应关系的前提下,考虑工作机械可用性、作业流程... 详细信息

针对港口载煤列车的卸车调度流程主要依靠工人经验进行调度作业,存在决策时间长、作业冲突和列车在港时间过长等问题。以列车在港时间最少为总优化目标,在已知列车到港时间及堆垛与煤种对应关系的前提下,考虑工作机械可用性、作业流程可达性及其相互约束关系等因素,构建了卸车调度数学模型。提出了一种基于改进樽海鞘优化算法的优化调度方法。引入自适应惯性权重,可有效地提高算法收敛速度;引入随机柯西变异策略,可有效地提高算法寻优能力。5个测试函数的测试结果表明:相比于樽海鞘优化算法、自适应樽海鞘优化算法、粒子群算法与鲸鱼优化算法,改进樽海鞘优化算法收敛速度更快,精度更高。港口堆场作业实际数据的仿真实验表明:改进樽海鞘优化算法可优化出满意的卸车调度任务,减少了火车总在港时间,提高了港口总体的工作效率。

关键词：交通运输工程铁路运输卸车调度改进樽海鞘算法自适应惯性权重柯西变异策略

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基于时滞补偿的纯追踪控制预瞄距离优化方法

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中国惯性技术学报 2023年第9期31卷 876-882页

作者：汤新华成宇庆潘树国鲍亚川黄璐蔚保国东南大学仪器科学与工程学院南京210096 微惯性仪表与先进导航技术教育部重点实验室南京210096 卫星导航系统与装备技术国家重点实验室石家庄050081

纯追踪算法是无人驾驶领域中常用的路径跟踪算法,其中预瞄距离的选择影响着路径自主跟踪的精度。针对实际车辆时滞导致理论最优预瞄距离与实际最优预瞄距离不符的问题,提出了一种基于时滞补偿的纯追踪控制预瞄距离优化方法。首先,基于... 详细信息

纯追踪算法是无人驾驶领域中常用的路径跟踪算法,其中预瞄距离的选择影响着路径自主跟踪的精度。针对实际车辆时滞导致理论最优预瞄距离与实际最优预瞄距离不符的问题,提出了一种基于时滞补偿的纯追踪控制预瞄距离优化方法。首先,基于时延和迟滞对传统模型的影响,更新时滞车辆模型;其次,设计了一种改进樽海鞘优化算法对预瞄距离进行优化,研究不同车辆速度下最优预瞄距离配置,得到了仿真平台下最优预瞄距离和速度的一次线性关系式;最后,在实际车辆平台上,对所提优化方法进行了实验验证。实验结果表明:相比于传统模型,加入时滞补偿所得最优预瞄准确率提高了67.55%。

关键词：无人驾驶车辆纯追踪控制器最优预瞄距离时延改进樽海鞘算法

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基于ISSA-H_(∞)的水电机组鲁棒控制

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中国农村水利水电 2024年第4期 199-204页

作者：马元江陈金保谈泰权王凯肖志怀国网四川省电力公司映秀湾水力发电总厂四川阿坝623000 武汉大学动力与机械学院湖北武汉430072

随着风电、光伏等随机能源大量接入,电网结构变得复杂。在此背景下,水电机组将根据需要经常处于变工况运行,运行环境日趋恶劣,其传统的PID控制策略显然难以实现各种复杂工况下的最优控制。为此,将H_(∞)理论应用于水电机组,并基于改进... 详细信息

随着风电、光伏等随机能源大量接入,电网结构变得复杂。在此背景下,水电机组将根据需要经常处于变工况运行,运行环境日趋恶劣,其传统的PID控制策略显然难以实现各种复杂工况下的最优控制。为此,将H_(∞)理论应用于水电机组,并基于改进樽海鞘算法(ISSA)和综合ITAE指标对其参数进行优化,实现了基于ISSA-H_(∞)的水电机组自适应鲁棒控制。仿真结果表明,相比传统的PID控制器,设计的基于ISSA-H_(∞)的自适应鲁棒控制器在不同工况下均有优异的调节性能,实现了水电机组多工况下最优控制。

关键词：水电机组 PID控制 H_∞理论改进樽海鞘算法自适应鲁棒控制

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视觉检测系统LED光源照度优化方法

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红外与激光工程 2021年第12期50卷 347-358页

作者：巢渊徐鹏唐寒冰史璠张志胜江苏理工学院机械工程学院江苏常州213001 东南大学机械工程学院江苏南京211189

针对当前视觉检测系统LED光源照度优化研究中存在的照度效果评价因素单一、照度优化方法通用性不足等问题,以芯片封装质量视觉检测为例,提出一种基于改进樽海鞘算法的LED光源照度优化方法。该方法在单个LED光源照度数学模型基础上,建立... 详细信息

针对当前视觉检测系统LED光源照度优化研究中存在的照度效果评价因素单一、照度优化方法通用性不足等问题,以芯片封装质量视觉检测为例,提出一种基于改进樽海鞘算法的LED光源照度优化方法。该方法在单个LED光源照度数学模型基础上,建立标准条形LED阵列光源照度数学模型,获取条形LED阵列在任意空间位姿与被测面的照度值;基于照度均匀度、照度梯度变化与对中度、平均照度、目标与背景区分度等因素建立平面照度效果评价函数;提出改进樽海鞘算法,通过改进算法收敛系数、速度、领导者与追随者位置等更新策略,增强区域搜索的多样性;应用改进樽海鞘算法对平面照度效果评价函数进行优化求解,获取具有最优照度效果的空间位姿参数。实验结果表明:考察优化区域的相对照度分布,文中提出的LED光源照度优化方法所得照度分布与实际测量所得照度分布结果基本一致,目标区域理论照度均匀度在98.78%以上,误差在5.57%以内。因此文中提出方法优化目标合理,可用于视觉检测系统具有最优照度效果时光源位姿信息参数的获取。

关键词：照度建模改进樽海鞘算法优化计算均匀光照 LED阵列

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基于深度学习的反渗透膜表面缺陷检测方法研究

基于深度学习的反渗透膜表面缺陷检测方法研究

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作者：赵韬西安理工大学

学位级别：硕士

随着工业化进程的深入,水资源污染严重,反渗透技术以其操作简单以及不产生化学污染等优点从而被广泛应用在海水、废水净化领域中。而反渗透技术的核心部分反渗透膜易被损坏,极容易因外界环境导致反渗透膜表面出现褶皱、划痕等缺陷,这些... 详细信息

随着工业化进程的深入,水资源污染严重,反渗透技术以其操作简单以及不产生化学污染等优点从而被广泛应用在海水、废水净化领域中。而反渗透技术的核心部分反渗透膜易被损坏,极容易因外界环境导致反渗透膜表面出现褶皱、划痕等缺陷,这些缺陷会影响膜元件品质,降低膜元件使用寿命。本文针对传统反渗透膜表面缺陷检测存在的检测效率低、成本高等问题,结合膜元件生产流程搭建了反渗透膜检测平台,将采集的数据集输入到分类模型以完成分类,使用检测模型完成精准检测,并利用剪枝蒸馏实现模型的轻量化以及高准确率,以解决反渗透膜表面缺陷检测效率低的问题,为同类表面缺陷检测提供思路。本文研究内容具体如下: (1)在分析反渗透膜材质特点以及膜元件制作流程的基础上,搭建了反渗透膜表面缺陷检测系统,结合反渗透膜形状特征,完成了工业相机、光源的选型以及照明方式的设计,并对反渗透膜表面缺陷的种类以及成因进行了分析。 (2)为了提高采集的反渗透膜图像的质量,对反渗透膜采集环境进行分析并设计反渗透膜数据集预处理流程;针对采集图像时的噪声问题,引入三种滤波方法进行对比实验选定最优滤波方法;针对图像质量较低以及对比度较低的问题,提出了一种基于改进樽海鞘算法的非完全Beta图像增强方法,采用多策略对樽海鞘算法进行改进,并通过实验验证改进算法有效性。通过图像增强的对比试验可知,基于改进樽海鞘算法的增强图像在划痕缺陷上的绝对平均亮度误差提升了25%;均方根亮度误差提升了22%,并且对于其他缺陷的指标也有不同程度的提升。 (3)针对反渗透膜缺陷分类精度低的问题,提出了一种基于ME-MobileNetv3的反渗透膜表面缺陷分类方法。利用旋转等方式完成分类数据集的扩充,并对传统轻量级模型进行对比实验,验证了MobileNetv3作为基准模型的可行性;针对MobileNetv3分类精度较低的问题,引入多尺度模块等方法并通过改进前后的对比实验验证了ME-MobileNetv3的有效性。对改进后模型进行消融实验,实验结果表明所提出的改进策略均对模型得到了提升,验证了ME-MobileNetv3具有良好的分类性能。 (4)针对反渗透膜缺陷检测模型对多尺度目标检测精度低的问题,提出了一种基于ARF-YOLOv8s的反渗透膜表面缺陷检测方法。考虑到YOLOv8s对于目标特征的学习效率较低,对其主干、上采样模块以及损失函数进行改进并进行对比实验以及消融实验以评估改进模型的分类性能,实验结果表明ARF-YOLOV8s在精确率、召回率上分别提升了 4.3%、3.1%。对检测过程进行可视化实验结果表明,优化后模型性能更优。针对硬件资源不足的问题,引入剪枝蒸馏方法并使用实验验证剪枝蒸馏后模型的性能,实验结果表明剪枝蒸馏后的模型精度达到了95.9%,模型参数量降为原来的91%,验证了剪枝以及知识蒸馏的有效性。

关键词：反渗透膜缺陷检测预处理方法改进樽海鞘算法 MobileNetv3 YOLOv8 剪枝知识蒸馏

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电力系统的网络化负荷频率控制研究

电力系统的网络化负荷频率控制研究

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作者：牛松梅武汉工程大学

学位级别：硕士

大型互联电网的出现,加速了中国现代电力系统的发展,为中国电力经济做出了重要贡献。随着电网技术的发展以及电能需求的增加,用户对于电能质量的要求也愈来愈高。频率是评估电能质量的一个主要技术指标之一,为了保证电网的可靠运行,在... 详细信息

大型互联电网的出现,加速了中国现代电力系统的发展,为中国电力经济做出了重要贡献。随着电网技术的发展以及电能需求的增加,用户对于电能质量的要求也愈来愈高。频率是评估电能质量的一个主要技术指标之一,为了保证电网的可靠运行,在系统运行过程中需要采取负荷频率控制来减少不同地区之间的频率偏差以达到稳定系统的作用,但是电力系统需要借助开放式通信网络进行信息传输,不可避免会面临时滞的影响,严重影响电网的安全稳定运行。此外,为积极应对能源结构的变化,风力发电以其无污染、无粉尘的优势受到广泛关注,在新型电力系统中得到广泛应用,但是风力发电的不稳定性和间歇性极大地影响了能源质量,给当前能源系统的稳定性和可控性带来重大挑战。因此,本文针对时滞电力系统以及风电并网问题开展研究,主要研究内容如下: (1)针对含有时滞的单区域电力系统,本文研究了含时滞的负荷频率控制系统的鲁棒稳定性。通过构建单区域的电力系统动态数学模型,在一定的系统约束条件下,利用Lyapunov-Krasovskii泛函,得到了新的时滞稳定判据。分析了系统在不同时滞类型和不同PI控制增益下的系统时滞稳定裕度,对它们之间存在的关系进行了分析,并与相关的文献进行对比,证明本文提出的方法得到的结果保守性更低。 (2)针对风力发电并网后自身不确定性对负荷频率造成的影响,同时考虑了互联电力系统中的时滞影响,研究了互联电力系统的鲁棒稳定性。通过构造合适的Lyapunov-Krasovskii泛函,利用更严格的Bessel-Legendre(B-L)不等式,提出了一种新的关于互联电力系统的时滞相关稳定性判据。并通过分析得到了多区域电力系统中控制器参数与最大允许时滞之间的关系,与相关文献得到的结果相比,本文提出的方法得到的稳定判据具有更好的低保守性。 (3)针对传统的LFC无法满足新型电力系统的频率要求,提出了改进的樽海鞘算法(Improve Salp Swarm Algorithm,ISSA)优化控制器参数,通过仿真验证,该方法具有更好的收敛性。通过在ISSA中引入混沌理论,ISSA将对樽海鞘种群进行混沌映射初始化,得到了比伪随机方法更有效的解决方案。同时,设计指数收敛因子来提高算法的收敛性,以避免局部最优。在考虑风电的两区域电力系统控制器的优化整定过程中应用ISSA,经仿真证实,ISSA拥有良好的收敛性。经ISSA优化的控制器能良好的追踪负荷的变化规律,从而使得电网频率和联络线误差更小,进而使电力系统呈现出优异的动态特性。基于此,本文将控制算法应用到考虑发电机调速器死区的两区域电力系统,分析了ISSA对含调速器死区的电力系统控制器的优化效果。 (4)应用GUI设计了电力系统LFC的仿真平台,通过编写关键控件的回调函数,搭建了电力系统频率的数据分析系统,从而实现所需要的功能。该仿真平台主要实现数据结果的显示,参数的设定,以及系统动态响应的监控。

关键词：负荷频率控制区域控制偏差互联电力系统改进樽海鞘算法调速器死区

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机器视觉系统光源布置优化及其在芯片检测中的应用

机器视觉系统光源布置优化及其在芯片检测中的应用

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作者：徐鹏江苏理工学院

学位级别：硕士

机器视觉检测技术作为一种高精度、非接触的快速检测方法,在当前自动化检测领域内应用广泛,具有效率高、速度快、精度高等特点,能够在保证检测精度的基础上大幅度提升检测效率。本文以机器视觉检测环节光源优化方法为研究目标,以封装芯... 详细信息

机器视觉检测技术作为一种高精度、非接触的快速检测方法,在当前自动化检测领域内应用广泛,具有效率高、速度快、精度高等特点,能够在保证检测精度的基础上大幅度提升检测效率。本文以机器视觉检测环节光源优化方法为研究目标,以封装芯片质量检测环境为例,提出组合光源优化方法,包含光源位姿优化与补光系统光源优化,具体内容如下: (1)在光源位姿优化方面,本文针对当前光源照度优化研究中照度效果评价因素单一等问题,建立以光源位姿参数为自变量的平面照度效果评价函数;针对当前寻优算法存在的容易陷入局部最优等问题,提出改进樽海鞘寻优算法,对平面照度效果评价函数进行寻优,获取目标区域照明效果最优时光源的空间位姿参数。实验结果表明,考察目标区域相对照度分布,本文光源位姿优化方法所得理论相对照度分布与实际测量结果基本一致,目标区域理论照度均匀度在98.78%以上,误差在5.57%以内。因此,本文光源位姿优化方法可用于目标区域具有最优照度效果时光源位姿参数的获取。 (2)在补光系统光源优化方面,本文针对暗室环境下光源优化研究所得照明效果易受检测环境影响与当前基于视觉反馈光源优化方法不适用于小范围优化场景等问题,提出补光系统设计与光源优化方法。通过奇异值分解(Singular Value Decomposition,SVD)简化补光系统模型,根据图像目标区域灰度分布获取对应照度分布,以目标区域照度分布最均匀为优化目标,应用粒子群算法对补光系统各LED(Light Emitting Diode,发光二极管)亮度权值进行寻优,通过控制板输出优化后亮度权值对应的PWM(Pulse Width Modulation,脉宽调制)脉冲控制LED亮度,实现补光系统对目标区域的照明优化。实验结果表明,本文补光系统光源优化方法在理论上可将目标区域照度均匀度提升至92%左右,理论与实际照度分布规律基本相同。因此,本文补光系统光源优化方法合理,可用于目标区域具有最优照明效果时补光系统各LED亮度权值的获取。 (3)将光源位姿优化方法与补光系统光源优化方法相结合,以获取平均照度较高且照度分布均匀的照明区域。通过光源位姿优化方法,对目标区域提供暗室环境下最优照明效果,获取具有一定平均照度与照度均匀度的照明区域;以实际检测区域照度分布为反馈信息,结合补光系统光源优化方法,进一步提高实际情况下目标区域照度均匀度。本文以封装芯片视觉检测环境为例,经实验证明,一次优化后目标区域实际照度均匀度为90.57%,二次优化后目标区域实际照度均匀度为91.20%,上升了0.63%,且实际与理论照度变化趋势基本相同。因此,在实际视觉检测环境下,组合光源优化可进一步提升目标区域照度均匀度。 (4)在证明本文光源优化方法可有效改善目标区域照明效果基础上,本文还将进一步验证组合光源优化对图像质量与工业视觉检测中的效果影响,并分别从上述两方面对光源优化效果作定量评价。针对现有图像质量评价函数在图像中芯片位置与倾斜角度变化场景下不适用等问题,提出改进图像质量评价函数,证明本文光源优化方法所得照明环境下图像质量优于环形光源正向照明下图像质量。针对传统投影法在多芯片焊盘区域定位场景中不适用等问题,提出一种基于映射的芯片中心焊盘区域定位算法。通过同种光源下各算法检测效果对比,证明本文定位算法可框选出不含背景的目标区域,检测所得焊盘区域平均面积约为最小外接矩形法检测结果的87%,故本文定位算法检测精度更高;通过不同光源下检测效果对比可得,本文定位算法在组合光源优化所得照明环境下检测所得焊盘区域面积均方误差为环形光源照明环境下图像检测结果的29.90%,最小外接矩形法在组合光源优化所得照明环境下检测所得焊盘区域面积均方误差为环形光源照明环境下检测结果的63.67%,故组合光源优化方法所得照明环境下两种算法检测结果更稳定。因此,本文光源优化所得照明环境下图像检测效果优于环形光源正向照明下所得图像检测效果。

关键词：照度建模改进樽海鞘算法 LED阵列补光系统芯片检测

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