龙卷风优化算法(Tornado optimizer with Coriolis force,TOC)是一种受自然界龙卷风形成过程启发的智能优化算法,发表于中科院二区期刊《ARTIFICIAL INTELLIGENCE REVIEW》。该算法通过模拟龙卷风的动态过程,包括风暴初生、科里奥利效应、气旋平衡方程以及消散与重生机制,解决了传统优化算法面临的梯度陷阱、早熟收敛和维度灾难等问题。TOC算法无需复杂数学模型,不依赖初始参数,能够在高维解空间中高效寻找全局最优解。论文还提供了算法的伪代码和效果图,展示了其在回归预测、分解模型和去噪算法等领域的应用潜力。 龙卷风优化算法(TOC)是一种新兴的智能优化方法,其灵感来源于自然界中龙卷风的形成过程。该算法的核心在于模拟龙卷风的动态特性,包括风暴的产生、科里奥利力的影响、气旋平衡的数学表达以及龙卷风的消散与新生现象。通过这些模拟,TOC算法能够有效地规避传统优化算法中常遇到的问题,如梯度信息失效导致的局部最优问题、算法过早收敛于非全局最优解以及处理高维数据时的维度灾难。 TOC算法的突出优势在于其对初始参数的不依赖性,这使得它在高维解空间中依然能够高效地进行全局搜索。算法的这一特点使其非常适合于那些参数空间庞大、复杂度高的优化问题。而为了进一步加强算法的可应用性,论文作者提供了算法的伪代码描述,这有助于理解算法的具体实现步骤,并且易于在不同的应用场景中进行调整和优化。 为了证明TOC算法的实际效用和广泛适用性,论文还展示了算法在多个案例中的应用效果图。这些案例包括回归预测、分解模型和去噪算法等,体现了TOC算法在数据处理和分析中的潜力。在回归预测中,TOC算法可以帮助模型更好地捕捉数据之间的关联性,提高预测的准确性;在分解模型中,TOC算法能够有效地将复杂问题简化为多个子问题,进而提高问题解决的效率;而在去噪算法中,TOC算法通过优化处理流程,可以提升去噪效果,增强数据的清晰度和可用性。 TOC算法作为一种智能优化技术,不仅在理论上具有创新性,在实际应用中也表现出了强大的性能。其对于初生、演变、平衡和重生这一系列龙卷风现象的模拟,为解决优化问题提供了一条新的解决路径。其简易的操作方式和对高维数据的高效处理能力,预示着TOC算法将在众多领域发挥重要的作用。
2026-01-12 17:54:02 2.68MB 软件开发 源码
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内容概要:本文详细介绍了几种常见的汽车主动悬架控制策略及其在Simulink中的实现方法。首先讲解了天棚控制(Skyhook)和地棚控制(Groundhook)的基本原理和实现方式,这两种方法分别侧重于车身稳定性和车轮贴地性能。接着探讨了混合控制策略,即通过加权组合天棚和地棚控制来提高综合性能。此外,文章还介绍了模糊PID控制和LQG控制两种智能化控制方法,前者通过模糊逻辑调整PID参数,后者则利用状态空间模型和卡尔曼滤波器进行最优控制。每种控制策略都在不同工况下进行了实测对比,展示了各自的优缺点。 适合人群:从事汽车工程领域的研究人员和技术人员,特别是对主动悬架控制系统感兴趣的工程师。 使用场景及目标:适用于希望深入了解和应用Simulink进行主动悬架控制策略建模的研究人员和技术人员。主要目标是在理论和实践中掌握不同控制策略的特点,以便在实际项目中做出合适的选择。 其他说明:文中提供了详细的Matlab/Simulink代码片段和模型构建步骤,帮助读者更好地理解和复现实验结果。同时提醒读者注意实际应用中的常见问题,如作动器延迟和硬件在环测试等。
2026-01-12 14:46:47 284KB
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内容概要:本文介绍了一种新的优化算法——冠豪猪优化算法(CPO),并将其应用于变分模态分解(VMD)中,以优化VMD的参数。CPO算法通过模拟冠豪猪的觅食行为,在多维度、非线性和复杂问题的求解中表现出色。文中详细介绍了CPO-VMD优化方法的具体步骤,包括初始化参数、选择适应度函数、运行CPO算法、进行VMD分解以及评估与选择最佳参数。实验部分展示了使用单列信号数据(如故障信号、风电等时间序列数据)进行的实验,验证了CPO-VMD方法的有效性。 适合人群:从事信号处理、故障诊断、风电等相关领域的研究人员和技术人员。 使用场景及目标:适用于需要对复杂信号进行有效分解和处理的场合,特别是那些涉及多维度、非线性和复杂问题的研究项目。目标是通过优化VMD参数,提升信号处理的精度和效率。 其他说明:程序已在Matlab上调试完成,可以直接运行,仅需替换Excel数据。支持四种适应度函数的选择,分别为最小包络熵、最小样本熵、最小信息熵和最小排列熵。
2026-01-06 16:46:21 697KB
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CPO-FMD分解:冠豪猪优化算法的群体智能应用与十五种适应度函数选择,CPO算法:冠豪猪智慧引领的复杂优化问题求解策略——适应度函数多种选择与应用研究,cpo_fmd分解,冠豪猪优化算法(Crested Porcupine Optimization, CPO)是一种新颖的群体智能优化算法,受到冠豪猪(即冠状豪猪)的集体行为启发。 该算法通过模拟冠豪猪在觅食和避敌过程中展现的集体智慧来解决复杂的优化问题。 提供十五种适应度函数供选择。 ,cpo_fmd分解; 冠豪猪优化算法(CPO); 群体智能优化算法; 觅食行为; 避敌行为; 集体智慧; 复杂优化问题; 适应度函数; 选择性适应度函数,CPO算法:群体智能与冠豪猪集体行为相结合的优化技术
2026-01-06 16:38:53 11.24MB
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内容概要:本文深入探讨了如何使用Simulink优化永磁同步电机(PMSM)的最大扭矩最小损耗(MTPL)控制策略,从而显著提升电机效率。文章首先介绍了70kW电机模型及其非线性特征,特别是通过有限元分析(FEM)获得的磁链数据和斯坦梅茨铁损系数的应用。接着,详细解释了磁场定向控制器(FOC)的双环结构以及如何通过优化算法(如fmincon)在不同转速和扭矩条件下找到最佳电流组合(id和iq),以最小化铜损和铁损。文中还展示了具体的优化效果,包括突加负载时的损耗减少情况,并强调了稳定性和实时性的保障措施。最后,提供了实用的代码片段和注意事项,帮助读者理解和应用这一优化方法。 适合人群:从事电机控制系统研究与开发的技术人员,尤其是对电动汽车驱动系统感兴趣的工程师。 使用场景及目标:适用于希望深入了解并应用于实际项目的电机控制工程师。主要目标是在不影响性能的前提下,最大限度地降低电机能耗,延长电动车续航里程。 其他说明:文章不仅提供了理论分析和技术细节,还包括了大量的代码实例和实验数据,便于读者进行复现和进一步探索。此外,文中提到的一些技巧(如查表法、弱磁控制等)对于提高系统的鲁棒性和实时性非常有用。
2026-01-06 13:52:43 2.08MB Simulink PMSM FOC 优化算法
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本文介绍了基于Wasserstein距离的分布鲁棒优化方法及其在电力系统中的应用。通过衡量真实分布与经验分布之间的距离,构建模糊集以处理不确定性。Wasserstein距离作为一种关键度量,不仅具有统计学意义,还能使相应的优化模型更具可处理性。文章详细讨论了Wasserstein球半径的计算方法,并提供了Python代码实现。此外,还探讨了如何将风光等不确定性变量的样本集进行标准化处理,以及如何利用数学工具将复杂问题转化为易于求解的形式。最后,强调了关注相关数学研究成果的重要性,以应对不同变量环境和研究假设下的分布鲁棒约束转换问题。 在本文中,研究者们关注了Wasserstein距离在分布鲁棒优化方法中的应用,并探索了其在电力系统中的实践潜力。Wasserstein距离,也被称为推土机距离,是一种度量两个概率分布之间差异的方法,其通过计算将一个分布转化为另一个分布所需的最小工作量。这种度量方式在处理不确定性问题时,显示出其独特的优势,尤其是在数据分布不精确或存在噪声时。 文章首先对Wasserstein距离的概念及其计算方法进行了深入阐述。它展示了如何通过Wasserstein距离来构建Wasserstein球,这是一种将不确定集限制为与经验分布相关的Wasserstein距离内的方法。这样的处理不仅有助于量化不确定性,还可以在优化问题中提供更为稳健的约束条件。 随后,文章详细介绍了Wasserstein球半径的计算过程,这一步骤对于理解整个分布鲁棒优化模型至关重要。研究者们提供了相应的Python代码实现,这样的代码实现不仅能够帮助读者更好地理解和操作Wasserstein距离,也对于希望在实际中应用该方法的工程师和技术人员具有指导意义。 文章还探讨了如何处理不确定性变量,如风光发电量等样本集的标准化问题。标准化处理是优化问题中的重要步骤,它确保了不同变量在进行优化计算时能够处于同一数量级,从而保证计算的准确性和优化效果。 进一步,作者指出如何将复杂的优化问题通过数学工具转化为易于求解的格式。这涉及到了对于优化问题数学模型的简化和变换,使得即便是规模庞大或结构复杂的优化问题,也能有效地找到解决方案。 文章强调了对于相关数学研究成果的关注,这是因为分布鲁棒优化模型需要不断更新和完善以应对不同变量环境和研究假设。只有不断吸收新的数学成果,才能使分布鲁棒优化方法在实际应用中更为有效和适应性强。 对于电力系统来说,Wasserstein距离的应用意味着能够在存在不确定性的情况下,对电网的运行和规划进行更为精确和鲁棒的优化。这不仅可以提高电力系统的稳定性和可靠性,还能在降低成本和提升能源效率方面发挥重要作用。例如,在电力需求预测、储能系统管理、以及可再生能源的集成等领域,Wasserstein距离都能提供有力的理论支持和实践工具。 重要的是,Wasserstein距离的计算和应用不仅限于电力系统。它在金融风险分析、供应链管理、环境科学以及机器学习的多个领域都有着广泛的应用前景。因此,本研究不仅为电力系统领域提供了一种新的优化工具,也为其他领域的研究者和实践者提供了有价值的参考和启示。
2025-12-25 19:02:50 6KB 机器学习 优化算法 电力系统
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内容概要:本文详细介绍如何使用Python实现免疫遗传算法(IGA)来求解经典的旅行商问题(TSP)。文章首先介绍了TSP问题的定义、复杂性及其在物流、路径规划等领域的广泛应用;随后讲解了遗传算法(GA)的基本原理及其在TSP中的应用,并指出其易早熟收敛的缺陷;接着引入免疫算法(IA),阐述其通过免疫记忆和调节机制增强搜索能力的优势;在此基础上,提出将两者融合的免疫遗传算法,通过接种疫苗、免疫选择、克隆变异等机制有效提升解的质量与收敛速度。文中给出了完整的Python实现步骤,包括城市数据生成、距离矩阵计算、适应度函数设计、免疫与遗传操作的具体代码,并通过可视化展示最优路径和适应度曲线,最后对结果进行分析并提出参数调优与算法改进方向。; 适合人群:具备Python编程基础、了解基本算法与数据结构的高校学生、算法爱好者及从事智能优化相关工作的研发人员;尤其适合对启发式算法、组合优化问题感兴趣的学习者。; 使用场景及目标:①掌握免疫遗传算法解决TSP问题的核心思想与实现流程;②学习如何将生物免疫机制融入传统遗传算法以克服早熟收敛问题;③通过完整代码实践理解算法各模块的设计逻辑,并可用于课程设计、科研原型开发或实际路径优化项目参考;④为进一步研究混合智能算法提供基础框架。; 阅读建议:建议读者结合代码逐段理解算法实现过程,动手运行并调试程序,尝试调整种群大小、变异率、交叉率等参数观察对结果的影响,同时可扩展疫苗策略或引入局部搜索等优化手段以加深理解。
2025-12-18 14:45:58 196KB Python 免疫遗传算法 TSP问题 组合优化
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内容概要:本文介绍了基于Matlab实现的无人机在时变风环境下路径跟随策略的模拟研究,重点探讨了无人机在动态风场干扰下的轨迹跟踪控制方法。通过建立无人机动力学模型与时变风场模型,结合控制算法实现对期望路径的精确跟随,并利用Matlab进行仿真验证,分析无人机在不同风扰条件下的响应特性与控制性能。该研究对于提升无人机在复杂气象环境中的飞行稳定性与任务执行能力具有重要意义。; 适合人群:具备一定自动控制理论基础和Matlab编程能力的高校研究生、科研人员及从事无人机控制系统开发的工程技术人员。; 使用场景及目标:①研究无人机在真实气象环境下的路径跟踪控制策略;②开发抗干扰能力强的飞行控制系统;③通过仿真验证控制算法的有效性与鲁棒性; 阅读建议:建议读者结合Matlab代码深入理解仿真流程,重点关注风场建模与控制器设计部分,可在此基础上扩展其他先进控制算法(如自适应控制、滑模控制)进行对比研究。
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车间调度问题(Job Shop Scheduling Problem, JSSP)是生产调度中的一类问题,主要目标是在满足所有作业的约束条件下,安排生产任务的顺序,以达到优化生产效率和资源利用率的目的。JSSP在实际生产中尤为重要,因为它的解决方案直接关联到生产成本、交货期限和产品质量。由于车间调度问题是一个典型的NP难问题(NP-hard problem),随着作业和机器数量的增加,计算复杂度呈指数级上升,所以找到最优解是非常困难的。因此,研究者们开发了多种方法来解决这类问题,包括传统算法和启发式算法。 Matlab是一种广泛使用的数值计算环境和编程语言,因其简便易用和强大的数学运算功能在工程和科学研究领域中具有极高的应用价值。在车间调度问题的求解中,Matlab可以用来实现各种优化算法,包括但不限于遗传算法、模拟退火、粒子群优化算法和蚁群算法等。Matlab强大的可视化功能还能够帮助研究人员对调度结果进行直观展示和分析,极大地简化了算法的开发和调试过程。 优化算法配套资料是针对特定算法或问题提供的一系列辅助材料,这通常包括算法的理论介绍、Matlab实现代码、案例分析以及结果评估等。这些资料对于理解和应用特定算法、解决实际问题具有重要的参考价值。对于初学者来说,这些配套资料有助于快速掌握算法原理和编程技巧,而对于经验丰富的研究人员而言,它们则是深入研究和创新的基石。 视频配套资料在教授和学习优化算法的过程中也起到了至关重要的作用。通过观看视频,学习者可以直观地了解算法的基本流程、关键步骤和调试技巧,甚至可以从中获取到一些专业的优化经验。视频资料常常结合实际案例进行讲解,有助于学习者将抽象的理论知识应用到具体问题中去,从而加深对算法的理解和记忆。 在车间调度问题中应用Matlab优化算法,可以帮助工程师和调度员对车间作业进行有效的安排,从而缩短生产周期、提高设备利用率、降低生产成本和满足交货期要求。然而,该问题涉及的因素众多,如作业的优先级、机器的可用性、交货期限、生产成本、质量要求等,因此需要综合考虑这些因素,合理设计调度策略。 为了更好地应对车间调度问题,研究者们不断优化和改进现有的优化算法。例如,他们可能将多个算法结合在一起,发挥各自的优点,以求得到更好的调度方案。在Matlab环境下,通过编程实现这些复合算法并进行仿真测试,成为解决车间调度问题的重要途径之一。 车间调度问题对于制造业来说是一个极具挑战性的问题,它需要通过高效的算法来解决。Matlab由于其强大的计算和可视化功能,成为了研究和实现这些优化算法的理想工具。相关配套资料,尤其是视频资料,可以大大降低学习和应用这些算法的难度,是车间调度问题研究与实践中的宝贵资源。随着人工智能和机器学习技术的发展,未来的车间调度将更加智能化,算法也将更加高效和精准,为制造业带来革命性的变革。
2025-12-12 18:24:11 725KB
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Simulink中全C语言代码实现逆变器重复控制模型:优化算法、陷波器与滤波器,输出电压THD仅0.47%且可轻松移植至DSP或微控制器,逆变器重复控制。 采用simulink仿真嵌入C语言实现了逆变器重复控制模型的搭建,整个仿真没有任何模块,全是用C语言写的代码。 重复控制算法,陷波器,二阶低通滤波器,都是用C代码实现,且重复控制算法的代码采用了另一种形式,没用用到循环。 对整个代码给出了详尽的注释。 输出电压的THD只有0.47%。 可以根据这个例子在simulink中编写自己的算法,然后直接把算法代码移植到DSP或其他微控制器中,不用对代码做出任何改动,非常省事。 ,逆变器; 重复控制; Simulink仿真; C语言实现; 陷波器; 二阶低通滤波器; 代码移植; DSP; 微控制器,Simulink下的逆变器重复控制算法实现:高效代码与低THD性能展示
2025-12-08 23:01:58 1.07MB 哈希算法
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