检索结果-内蒙古大学图书馆

小型微型计算机系统 2023年第6期44卷 1290-1296页

作者：杨子轩张文柱程鹏谢书翰西安建筑科技大学信息与控制工程学院西安710055

计算卸载决策是移动边缘计算的关键问题之一,与移动边缘计算系统中任务计算时延和计算能耗的优化密切相关.针对多用户多MEC服务器的移动边缘计算系统中的计算卸载决策问题,考虑MEC服务器计算资源有限的特点,以任务计算时延和计算能耗为... 详细信息

计算卸载决策是移动边缘计算的关键问题之一,与移动边缘计算系统中任务计算时延和计算能耗的优化密切相关.针对多用户多MEC服务器的移动边缘计算系统中的计算卸载决策问题,考虑MEC服务器计算资源有限的特点,以任务计算时延和计算能耗为优化目标,设计了一种基于混合果蝇算法的计算卸载决策方法***方法首先使用启发式方法和随机方法进行种群初始化;然后,使用基于概率选择的自适应方法进行嗅觉搜索;最后,基于模拟退火原理对视觉搜索后的最优解作进一步优化,以提升算法的局部搜索能力.通过仿真实验,将HFOA方法与其他计算卸载决策方法进行对比,结果表明HFOA方法在系统计算时延、计算能耗、收敛性等方面均有改进.

关键词：移动边缘计算计算卸载决策计算时延计算能耗混合果蝇算法

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基于混合果蝇算法的平面3-RRR并联机构控制研究

基于混合果蝇算法的平面3-RRR并联机构控制研究

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作者：陈亮福建农林大学

学位级别：硕士

党的二十大报告将“实现高质量发展”确立为中国式现代化的本质要求之一,并明确指出“高质量发展是全面建设社会主义现代化国家的首要任务”。在这一时代背景下,为了积极响应高质量发展的号召并助力精密控制领域的发展,针对平面3-RRR(3-... 详细信息

党的二十大报告将“实现高质量发展”确立为中国式现代化的本质要求之一,并明确指出“高质量发展是全面建设社会主义现代化国家的首要任务”。在这一时代背景下,为了积极响应高质量发展的号召并助力精密控制领域的发展,针对平面3-RRR(3-revolute-joint,revolute-joint,revolute-joint,3-RRR)并联机构由于杆件的弹性变形、轴承座的磨损以及支链上电机输出角度波动导致的定位不准确的问题,提出了一种基于混合果蝇算法(Hybrid Fruit Fly Optimization Algorithm,HFOA)的平面3-RRR并联机构全闭环控制系统,提升了平面3-RRR并联机构的定位精度。我们通过软硬件进行改良,从而实现平面3-RRR并联机构精确定位。硬件方面,我们引入视觉模块对机构位置进行反馈,软件方面,我们通过对传统果蝇算法(Fruit Fly Optimization Algorithm,FOA)进行改进,实现对永磁同步电机控制参数优化。具体内容如下: (1)永磁同步电机控制参数优化:介绍了作为平面3-RRR并联机构控制系统作为动力元件的永磁同步电机的工作原理,分析并选定了id=0的矢量控制策略,采用位置、速度和电流的三环控制。在分析了FOA的工作原理和不足之处后,针对FOA前期搜索效率低进行改进,提出了一种HFOA算法,通过阶跃响应仿真曲线,验证了混合果蝇算法的性能。提出了一种基于HFOA对永磁同步电机速度环和位置环PI参数离线整定的方案,通过HFOA优秀的寻优能力,使用轨迹跟随误差作为约束条件,对永磁同步电机伺服系统的PI参数进行全局搜索,寻找到理想的PI控制器参数,从而降低电机输出角度波动。 (2)控制算法的改进:由于系统末端动平台的位置只能通过正运动学模型进行估计,在实际应用中随着杆件的弹性变形、连接件老化、轴承座的磨损等因素的影响,系统定位精度逐渐下降。为了解决这个问题,我们引入了视觉模块来实时反馈末端动平台的位置,并构建了一个全闭环控制系统。考虑到平面3-RRR并联机构具有非线性、强耦合和时变性特点,我们设计了一种模糊PI全闭环控制算法,降低了系统校正运动需要调整的次数。 (3)实验研究:首先,对永磁同步电机阶跃响应和往返运动实验,验证控制参数优化对降低电机输出角度波动的有效性;其次,进行了机器视觉装置测量精度确定实验,确保后续实验数据的可信度;然后,进行了平面3-RRR并联机构回零实验,验证所设计的机构回零方案;最后,在平面3-RRR并联机构中进行全闭环控制实验,验证模糊PI控制器的控制效果。

关键词：混合果蝇算法永磁同步电机 3-RRR并联机构模糊控制闭环控制

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基于混合果蝇算法的第Ⅰ类多约束双边装配线平衡研究

基于混合果蝇算法的第Ⅰ类多约束双边装配线平衡研究

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作者：管梦竹青岛理工大学

学位级别：硕士

制造业是国民经济的主体,是其命脉所系。装配线流水线是制造业中的重要生产方式,是企业得以实现大规模生产的重要条件。双边装配线是装配流水线的布置方式之一,多应用于大型机械设备的生产制造过程中,具有缩短装配线长度,节省生产空间... 详细信息

制造业是国民经济的主体,是其命脉所系。装配线流水线是制造业中的重要生产方式,是企业得以实现大规模生产的重要条件。双边装配线是装配流水线的布置方式之一,多应用于大型机械设备的生产制造过程中,具有缩短装配线长度,节省生产空间及提高设备利用率等优点。在装配线生产中,产品的质量和产量受装配的质量和效率影响,而一条平衡效果好的装配线能够有效提高产品装配的质量和效率。因而,找到一种可行有效且便于应用的装配线平衡方法对于相关企业来说尤为重要。当前对双边装配线平衡问题的研究多集中于只考虑基本约束的生产单一产品的双边装配线平衡问题中,且用于求解该问题的方法较为复杂,造成了理论研究与实际生产脱钩的现象。本研究分析了双边装配线上可能存在的约束,除基本约束外,还确定了几种对装配线平衡有较大影响的额外约束,包括位置约束、协同约束及区域约束。为使理论研究更好地应用于生产实践,本研究对综合考虑基本约束和额外约束的第Ⅰ类多约束双边装配线平衡问题进行深入探究,并首次将参数少、求解过程简单且具有较强全局搜索能力的果蝇算法应用于该问题的求解中。通过简要分析第I类单品种多约束双边装配线平衡问题,提出合理的模型假设和约束条件,分别以最小化工位数与成对工位数及最小化均衡指数为一级目标和二级目标构建该问题的数学模型,并对该问题展开求解研究。在基本果蝇算法的基础上,引入变邻域搜索算法的邻域变换思想,提出求解第Ⅰ类单品种多约束双边装配线平衡问题的混合果蝇算法。根据所求解问题的特征,对算法中果蝇个体的生成过程进行详细的设计。本研究将果蝇个体的生成过程划分为编码、解码和分配三个阶段,不同的寻优阶段采用不同的编码方式,给出了解码过程的详细步骤,提出面向全部约束的作业分配方法,对多种不同情形下的作业分配方法进行了详细设计,同时提出了作业的预分配及重置机制,并给出了不同情况作业分配调整需要满足的原则。在寻优阶段,设计了多种算子构建邻域进行局部搜索,并提出了最小化加权空闲时间作为适应度函数进行辅助寻优。通过设计并实施多项对比实验,验证了所提果蝇个体生成方法的可行性、所提邻域构建方法的有效性以及所提算法的优越性。随着消费者需求的多样化,单一产品的生产已难以满足消费需求,因而企业纷纷引入混流装配线以提高自身的竞争力。本研究通过对混流装配线平衡问题的简要分析,确定采用非加权的处理方式对混流生产时各产品的各项作业的作业时间进行处理。根据混流生产的特点,基于第Ⅰ类单品种多约束双边装配线平衡问题的数学模型,补充相关假设,修改目标函数及约束条件,构建起第Ⅰ类混流多约束双边装配线平衡问题的数学模型;并基于此对求解第Ⅰ类单品种多约束双边装配线平衡问题的混合果蝇算法加以改进,提出求解第Ⅰ类混流多约束双边装配线平衡问题的混合果蝇算法。重新设计了果蝇个体生成过程中的作业分配方法,并对作业分配调整的原则进行适当的修改;修改适应度函数为最小化二次加权空闲时间以辅助寻优。应用所提算法对实际工程案例进行求解,并设计了仿真模拟对比实验,构建考虑设备故障和工人操作时间不确定性的仿真模型。通过分析模型的运行情况,验证了所提算法的有效性、可靠性与优越性。本研究综合考虑了实际生产中的多种额外约束以及混流生产的情形,提出了一种应用简单且精确度能够满足实际生产需求的有效的求解算法,在丰富了双边装配线平衡问题的研究体系的同时,也能帮助企业更加科学恰当的规划设计装配线,进而提高企业的效益,对于实际生产具有很好的借鉴价值。

关键词：双边装配线平衡多约束混流生产混合果蝇算法系统仿真

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基于Docker容器的计算迁移决策算法研究与系统设计

基于Docker容器的计算迁移决策算法研究与系统设计

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作者：杨子轩西安建筑科技大学

学位级别：硕士

计算迁移是移动边缘计算的关键技术之一,是移动边缘计算中减少任务计算时间和移动设备计算能耗的重要手段。计算迁移系统和计算迁移决策作为当前计算迁移研究的热点问题,前者是计算迁移顺利实施的基础,后者则是对计算迁移有效性和高效... 详细信息

计算迁移是移动边缘计算的关键技术之一,是移动边缘计算中减少任务计算时间和移动设备计算能耗的重要手段。计算迁移系统和计算迁移决策作为当前计算迁移研究的热点问题,前者是计算迁移顺利实施的基础,后者则是对计算迁移有效性和高效性的保证。本文即针对上述两点开展研究,主要工作如下:（1）针对包含多个移动设备和边缘计算节点的计算迁移系统,建立了一个考虑任务等待时间的计算迁移数学模型。该模型考虑了计算迁移系统中边缘计算节点计算资源有限的特点,将边缘计算节点的计算资源数量作为约束条件,考虑边缘计算节点计算资源不能满足任务需求时可能产生的等待时间的影响,对计算迁移系统中任务的计算时间和移动设备的计算能耗进行计算。（2）为了实现计算迁移系统中任务计算时间和移动设备计算能耗的最优化,设计了一个综合评价计算迁移系统收益的系统效用函数,将计算迁移决策问题转化为系统效用函数的最优化问题,并在果蝇算法的基本框架下设计了一种基于混合果蝇算法的计算迁移决策算法HFOA,实现对计算迁移策略的优化搜索。HFOA算法首先使用启发式方法和随机方法进行种群初始化;然后,使用基于概率选择的自适应方法进行嗅觉搜索;最后,基于模拟退火原理对嗅觉搜索后的最优解作进一步优化,以提升算法的局部搜索能力。仿真实验表明,相较于其他对比计算迁移决策算法,HFOA算法在减少系统任务计算时间、降低移动设备能耗及算法收敛性等方面均有提高。（3）设计并实现了一个基于Docker容器的计算迁移系统。该计算迁移系统分别选用树莓派和个人电脑作为移动设备和边缘计算节点,使用Docker容器作为实现计算迁移的核心部件。本文完成了系统中自动部署、服务发现、计算迁移决策等关键功能模块的设计与实现,并通过实验对各项功能进行测试。最后选用人脸识别应用对计算迁移系统性能进行测试,验证了系统在减少应用完成时间、降低设备能耗方面的可行性。

关键词：移动边缘计算计算迁移 Docker容器计算迁移决策混合果蝇算法

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基于三支决策的双激素人工胰脏模型预测控制算法研究

基于三支决策的双激素人工胰脏模型预测控制算法研究

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作者：孔雪华燕山大学

学位级别：硕士

目前双激素人工胰脏是糖尿病治疗方法研究中的热点,但关于双激素人工胰脏子系统切换机制的研究较少,并且现有研究在运行效率和群体控制质量上仍有待提高。针对这一问题,以三支决策理论和模型预测控制算法为依托,提出一种基于三支决策切... 详细信息

目前双激素人工胰脏是糖尿病治疗方法研究中的热点,但关于双激素人工胰脏子系统切换机制的研究较少,并且现有研究在运行效率和群体控制质量上仍有待提高。针对这一问题,以三支决策理论和模型预测控制算法为依托,提出一种基于三支决策切换规则的双激素人工胰脏模型预测控制算法。为减少切换规则设计过程中对应用领域先验知识的依赖,进一步提高控制系统的安全性,利用混合果蝇算法对三支决策切换阈值进行寻优计算,提出一种基于最优三支决策切换规则的双激素人工胰脏模型预测控制算法。具体研究工作如下:首先,利用模型预测控制算法分别设计胰岛素输注子系统、零输注子系统和胰高血糖素输注子系统的控制器。三个子系统控制器的预测模型均采用机理模型,设计相应的目标函数并利用粒子群算法求解,实现对人体血糖水平的控制。为进一步提高血糖控制效果,三个子系统均采用区间控制和设定值控制相结合的方式,先将血糖控制在正常区间内再逐渐接近设定值。其次,针对关于双激素人工胰脏子系统切换缺乏合理高效的切换机制的问题,提出一种三支决策切换规则。双激素人工胰脏的三个子系统模型预测控制器对应三支决策的正域、边界域和负域,利用决策粗糙集理论设计代价损失函数并将其量化,再根据贝叶斯准则确定三支决策切换规则。利用UVa平台对33位虚拟病人进行仿真,实验验证基于三支决策切换规则的双激素人工胰脏模型预测控制算法的控制性能和群体控制质量上的效果。最后,针对双激素人工胰脏子系统切换规则设计过程中多依赖应用领域先验知识的问题,提出一种最优三支决策切换规则。利用三支决策理论设计总决策风险损失函数,根据混合果蝇算法优化求解三支决策最优切换阈值,再依据贝叶斯准则确定最优三支决策切换规则。利用UVa平台对33位虚拟病人进行仿真实验,实验验证基于最优三支决策切换规则的双激素人工胰脏模型预测控制算法不依赖先验知识的情况下,在对多个病人的群体控制质量和算法安全性的效果。

关键词：双激素人工胰脏模型预测控制算法三支决策切换规则混合果蝇算法最优切换规则 UVa仿真平台

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