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5 篇 学位论文

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5 篇 电子文献
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5 篇 工学
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- 3 篇 机械工程
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- 1 篇 生物医学工程（可授...
- 1 篇 生物工程
3 篇 管理学
- 3 篇 管理科学与工程(可...
1 篇 理学
- 1 篇 系统科学

主题

5 篇 磁性细菌优化算法
2 篇 约束优化
1 篇 生物地理学算法
1 篇 单目标优化
1 篇 事件相关同步/去同...
1 篇 支持向量机
1 篇 路径规划
1 篇 栅格法
1 篇 脑机接口
1 篇 优化实例
1 篇 小波包分解
1 篇 粒子群算法
1 篇 共空间模式
1 篇 栅格法建模
1 篇 移动机器人路径规...
1 篇 仿生智能算法
1 篇 机器人路径规划

机构

5 篇 哈尔滨工程大学

作者

1 篇 马靖雯
1 篇 梁作玉
1 篇 刘莉莉
1 篇 耿梦姣
1 篇 闫欠欠

语言

5 篇 中文

检索条件"主题词=磁性细菌优化算法"

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详细简洁

排序：

磁性细菌优化算法研究

磁性细菌优化算法研究

引用

作者：刘莉莉哈尔滨工程大学

学位级别：博士

磁性细菌优化算法是近年来提出的一种受到趋磁性细菌的趋磁性现象启发的,基于群体的搜索算法。磁性细菌优化算法具有很好的利用最优个体信息的能力,在解决单目标优化问题上具有很好的性能。本文首先对磁性细菌优化算法的原理做了进一步... 详细信息

磁性细菌优化算法是近年来提出的一种受到趋磁性细菌的趋磁性现象启发的,基于群体的搜索算法。磁性细菌优化算法具有很好的利用最优个体信息的能力,在解决单目标优化问题上具有很好的性能。本文首先对磁性细菌优化算法的原理做了进一步研究,对其收敛性进行了证明。通过理论与实验分析算法的有效性;其次,针对磁性细菌优化算法的不足,采用不同的相互作用能计算方式和磁小体调节方式,对算法进行了改进;最后,将其拓展到求解约束优化问题以及机器人路径规划问题,对其可行性和有效性进行了探讨。本文主要进行了如下研究:首先,对磁性细菌优化算法的生物学特性进行介绍。磁性细菌优化过程中不断调整磁小体力矩,使之沿着地磁线方向移动,以便获得最小静磁能。此过程即可看为优化问题获得最优解的过程。主要包括磁小体产生、磁小体扩展调节和磁小体替换三个过程,基于此过程,使得群体得到进化,信息得到交换共享。在理论方面,对算法收敛性进行证明。然后通过对不同参数设置进行分析,选取合适的参数。最后在常用的基准测试函数上,通过与经典的算法及其一些目前水平的算法进行比较分析,证实算法求解优化问题的有效性。针对在磁性细菌优化算法进化过程中,多样性迅速降低,易陷入局部最优等问题,为了进一步使得算法的性能有所改进,在磁小体产生和磁小体调节过程,采用不同的方式,提出了三种改进的磁性细菌优化算法,分别为磁性细菌磁矩迁移算法、最好个体引导差分磁性细菌优化算法以及基于随机个体成对机制的磁性细菌优化算法。这些改进算法在解的多样性以及解的寻优能力上有所改进。最后通过对算法的实验比较分析,结果表明改进算法与常见算法比较,在性能上具有一定的优势。针对约束优化问题,提出了基于最好个体差分磁性细菌的约束优化算法。根据种群中含有可行解的比率,分为不可行性情况、部分可行情况和可行情况三种情形。针对三种情形,采用不同的搜索策略,可以迅速找到可行区域,且充分考虑优秀不可行解情况,增强解的多样性。在优化过程早期,当全是不可行解时,主要目的是寻得可行区域,增加可行解所占比率。在种群中存在部分可行解时,不仅要充分利用可行解的信息,还要考虑较好的不可行解的信息,即约束违反程度较小的个体信息,增强解的多样性。在全为可行解时,则可看成无约束优化问题。通过在经典的测试函数上与文献中常用的约束优化算法进行比较,根据仿真结果可看出基于最好个体差分磁性细菌的约束优化算法在求解约束优化问题上具有一定的优势。最后,将最好个体引导差分磁性细菌优化算法应用于求解机器人路径规划问题。简单介绍了常见的机器人路径规划方法。本文采用栅格建模法表示机器人运行的环境空间,对环境进行建模,采用序号标记法进行路径编码。在搜索路径过程中,一条路径表示一个细胞个体,路径上的节点的概率与磁小体中的变量值相对应,然后算法应用于路径的搜索。所提优化算法会通过优化迭代在产生的多条路径中选择一条符合目标条件的最优或者近似最优的路径。对算法采用了路径选择策略和磁小体动态参数调整策略进行改进。实验结果表明所设计的算法在求解路径规划问题上具有一定的优势。

关键词：磁性细菌优化算法单目标优化约束优化机器人路径规划

来源：评论

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磁性细菌优化算法研究与应用

磁性细菌优化算法研究与应用

引用

作者：耿梦姣哈尔滨工程大学

学位级别：硕士

优化尤其是约束优化是一个古老而又充满新兴活力的课题,它们大量存在于工程及科学应用领域中。随着众多不同领域学科之间相互交叉渗透,人们日渐在科学技术的更新上要求更高了,在智能计算和高效优化技术方面尤为紧迫。之前经典数学优化... 详细信息

优化尤其是约束优化是一个古老而又充满新兴活力的课题,它们大量存在于工程及科学应用领域中。随着众多不同领域学科之间相互交叉渗透,人们日渐在科学技术的更新上要求更高了,在智能计算和高效优化技术方面尤为紧迫。之前经典数学优化方法因其本身的缺陷现在已很难用于求解很复杂的优化问题,而仿生智能算法由于其启发式的寻优策略在许多复杂约束优化问题的求解上表现出了巨大的发展潜力。当然,现在为止并没有哪一种算法能够具备绝对的完备性和可信度,因此,开发新的算法来解决问题仍是有必要的。自然界一直以来都是人类各种技术理论及重大发明的灵感源泉,许多研究人员已经实现了将来自生态现象的灵感发展成为性能优异的约束优化仿生智能计算方法。趋磁性细菌是自然界中的一种能够沿着地球磁场线方向作定向运动的原核生物,趋磁性是它的一个显著特性,藉由这种特性细菌可以以最大效率在周围环境中定位最佳氧浓度位置从而确保其能生存下去。本文就是对受到这种微生物寻找最佳生存位置的行为的启发进而通过对趋磁性细菌在这一过程中的生物学行为的模拟提出的磁性细菌优化算法进行研究,在对约束优化问题及所涉及到的周边知识进行介绍之后,把磁性细菌算法应用到了解决约束问题的领域里,通过各方面的比较分析了该算法的性能,验证了算法的优越性之后我们把它应用到拉力/压力弹簧设计、焊接梁设计等工程约束优化实例中。本文的主要研究内容如下:1、本文对约束优化的相关概念、求解方法及其发展改进做了相应的介绍,另外还介绍了趋磁性细菌的基本生物学概念,趋磁性细菌指的是自然界中能够沿着地球磁场线方向作定向运动的原核生物,它可以藉由趋磁性在周围的生存环境中寻找到最佳位置,细菌体内由磁小体形成的线性链可以起到感应磁场的导向作用,是细菌具备趋磁特性的关键所在。2、本文的重点之一也是一个创新点是对提出的磁性细菌优化算法这一新方法的研究,趋磁细菌的生物学模型是在细菌运动效率最高的情况下建立的,磁矩会以磁性的形式表现出来,磁小体的大小、形状和数量又会影响到磁矩,我们把磁小体产生磁力矩的过程对应到问题的优化过程,通过磁小体的产生、扩展和替换不断循环的过程就可以不断地对力矩进行调节以获得最小的磁小体力矩,从而获得待优化问题的最优解。3、对SMES、GA、DE和PSO这四种优化方法的基本原理以及约束优化中常用的13个测试函数进行了介绍,采用进化算法对约束优化问题进行求解时,约束处理方法的选取会对最后的结果产生影响,文中我们选择的是Deb机制,阐述了求解约束问题的具体实现过程,对其表现的性能进行分析然后与经典算法进行比较。4、详细表述了拉力/压力弹簧优化设计问题、焊接梁优化设计问题、压力容器优化设计问题和减速器优化设计问题这四个工程中的约束实例,它们都带有多个约束条件,采用磁性细菌优化算法在这些问题上进行仿真实验并对结果进行分析。

关键词：约束优化仿生智能算法磁性细菌优化算法优化实例

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基于磁性细菌优化算法的移动机器人路径规划

基于磁性细菌优化算法的移动机器人路径规划

引用

作者：闫欠欠哈尔滨工程大学

学位级别：硕士

移动机器人路径规划技术是移动机器人导航系统中最重要的部分和环节,这一领域吸引了国内外众多专家学者去探索,目前已经取得了丰富的成果。如何在有效地避开障碍物的同时规划出最小代价的路径,以此指引机器人移动,是一个值得深入研究的... 详细信息

移动机器人路径规划技术是移动机器人导航系统中最重要的部分和环节,这一领域吸引了国内外众多专家学者去探索,目前已经取得了丰富的成果。如何在有效地避开障碍物的同时规划出最小代价的路径,以此指引机器人移动,是一个值得深入研究的课题。最近十几年不少的仿生智能优化算法被用在移动机器人路径问题上,并取得了不错的效果。本文将一种新兴的仿生智能算法“磁性细菌优化算法”及其改进算法应用到路径规划当中。本文主要完成如下工作:首先对国内外移动机器人路径规划的研究现状、研究方法等进行了归纳和总结,分析了其各自优点和不足之处。其次,介绍了磁性细菌优化算法,包括趋磁性细菌的基本概念、生物学行为和生物学模型的建立以及磁性细菌优化算法原理多个方面,最后分析了算法各个参数对算法的影响。然后,将磁性细菌优化算法用于移动机器人路径规划。在路径搜索之前进行基于图像识别技术的环境建模。首先利用摄像头采集路径环境信息,将图像进行一定的处理后得到障碍物的边缘,然后按照纵横比映射到栅格图中。针对路径规划中避障问题,使障碍物以机器人的半径为标准进行扩大以便机器人沿规划好的路径移动时能够成功的躲避障碍物。建立仿真环境后,利用基本磁性细菌算法进行路径规划仿真研究。针对磁性细菌算法在路径搜索前期陷入局部最优的问题,提出了路径选择策略和磁小体扩增参数动态调整策略,对算法提出改进。仿真结果表明改进的算法性能得到了改善。最后,针对磁性细菌优化算法的路径规划时效较长的缺点,粒子群优化算法快速全局搜索的优点,本文将两种算法进行混合,得到磁性细菌粒子群混合算法,混合算法具有粒子群算法较强的快速全局搜索能力搜索路径规划的次优路径及用磁性细菌优化算法局部寻优能力搜索出最优路径,仿真结果表明混合算法在缩短路径搜索时间上的有效性。

关键词：磁性细菌优化算法栅格法移动机器人路径规划粒子群算法

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移动机器人路径规划方法研究

移动机器人路径规划方法研究

引用

作者：马靖雯哈尔滨工程大学

学位级别：硕士

路径规划技术是移动机器人导航系统中最重要的部分和环节,如何在有效的躲避障碍物的同时规划出代价最小的路径,以此指导机器人移动,是一个值得关注的问题。而全局路径规划就可以在躲避障碍物的前提下使得规划出的路径代价最小。本文研... 详细信息

路径规划技术是移动机器人导航系统中最重要的部分和环节,如何在有效的躲避障碍物的同时规划出代价最小的路径,以此指导机器人移动,是一个值得关注的问题。而全局路径规划就可以在躲避障碍物的前提下使得规划出的路径代价最小。本文研究此问题时所用方法为:将取得的有关环境信息的图像运用数字图像处理技术处理,然后搜索路径时提出了新的解决路径规划问题的算法即磁性细菌优化算法,该算法无论从收敛时间还是搜索路径的稳定性方面都体现出了一定的优势。本文的主要研究内容如下:1.在路径搜索之前,最重要的是获取环境信息和信息的处理。在环境信息的获取方面,本文采用将摄像头采集到的图像进行一定的处理后得到障碍物的边缘,然后按照纵横比映射到栅格图中。另外,将机器人视为质点,考虑到实际中路径的安全性,采用虚拟障碍物方法使获取到的障碍物信息在栅格图中以机器人的半径进行膨胀以便机器人沿规划好的路径移动时能够成功的躲避障碍物。2.环境建模之后,本文重点介绍了两种算法用于路径的搜索,生物地理学算法和磁性细菌优化算法。根据生物地理学算法(BBO)搜索的路径值较长和规划时间长的缺点,对算法进行了改进,即禁忌移动策略和迁移策略调整。由仿真实验得到的数据可以看出改进后路径缩短了,收敛速度也有了提高。3.针对磁性细菌算法(MBOA),本文研究了细胞数、磁感应强度和两个能量系数对路径规划的影响,并分析仿真的结果,给出了一定的适用范围,结合实际情况提出了虚拟障碍物方法保证了路径的安全性并采用Bezier曲线提高了路径的平滑程度。4.主要对改进后的BBO算法、MBOA算法、A*和PSO算法四种算法之间进行了比较。为充分比较算法的性能,分别在已知和未知的初等复杂度环境下、中等复杂度环境和高等复杂度环境下进行仿真实验,对实验得到的数据采用统计学的相关理论评估了算法的稳定性和规划时效。最后,根据实际情况下路径需要满足的条件,提出了由安全性惩罚函数和路径最短性惩罚函数组成的总的评价函数。

关键词：路径规划栅格法建模生物地理学算法磁性细菌优化算法

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脑机接口信号处理方法及控制应用研究

脑机接口信号处理方法及控制应用研究

引用

作者：梁作玉哈尔滨工程大学

学位级别：硕士

脑机接口(BCI)不依托大脑正常信息传递执行通路,通过解码提取相关信息现已发展为新的对外交流方式,在医疗、军事、机器人控制上很广泛的应用研究意义,得到了全球范围内的广泛关注。而在大脑采集的信号模式中,事件相关去同步/同步(ERD/E... 详细信息

脑机接口(BCI)不依托大脑正常信息传递执行通路,通过解码提取相关信息现已发展为新的对外交流方式,在医疗、军事、机器人控制上很广泛的应用研究意义,得到了全球范围内的广泛关注。而在大脑采集的信号模式中,事件相关去同步/同步(ERD/ERS)脑电模式与大脑运动想象思维相关,生理特性明显、区分度好,成为了脑机接口的研究热点。在大量的脑机接口资料积累的基础上,本文基于ERD/ERS脑电模式的性质原理,主要研究了脑电数据处理方法,对脑电信号处理中运用的预处理、特征提取和模式分类算法做了详细介绍,同时通过离线的两分类和四分类运动想象脑电数据集进行处理方法验证。对于模式分类器支持向量机(SVM),其分类性能与参数优化有关,本论文提出了磁性细菌优化算法(MBOA)优化SVM分类器方法。文章的最后建立了便携式脑机接口控制系统。论文中首先概括介绍脑机接口的定义、研究内容,总结了脑机接口研究领域的兴起、研究现状和未来发展。详细阐述了脑电信号处理中预处理、特征提取及模式分类方法。针对模式识别分类器SVM,引入智能优化算法对SVM参数做优化。应用MBOA对SVM进行优化,并与粒子群算法(PSO),人工蜂群算法(ABC),遗传算法(GA),生物地理优化算法(BBO)做对比,并通过国际UCI数据集验证。针对运动想象两分类脑电数据集,采用了多种特征提取和分类方法组合对比验证;针对运动想象四分类脑电数据集,采用了共空间模式-支持向量机(CSP-SVM)组合方法,为了获得更高的分类准确率,本论文将MBOA优化SVM参数应用在脑电数据处理分类器优化问题上。最后设计了便携式脑机接口控制应用实验,借助MindWave、PC机、机器人完成BCI系统的构建,利用脑电设备采集的关注度、眨眼信号来控制外部设备的速度和转向,实现意念控制。

关键词：脑机接口事件相关同步/去同步共空间模式支持向量机磁性细菌优化算法小波包分解

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