EBWO改进白鲸算法, 一种混合改进的白鲸优化算法 EBWO算法 改进点:两个点 1、引入准反向学习QOBL策略,提高算法的迭代速度 2、引入旋风觅食策略,提高算法开发能力 改进后的EBWO算法与原始BWO、GWO、WOA、SSA进行对比 效果好的不是一点点 包含23种基准测试函数均有 在当今快速发展的信息时代,优化算法作为解决复杂问题和提高系统性能的关键技术,一直受到广泛关注。白鲸优化算法(BWO)是近年来提出的一种新型智能优化算法,它模仿了白鲸捕食的行为,通过模拟白鲸在海洋中的觅食行为来解决优化问题。然而,像其他算法一样,BWO算法在实际应用中也存在一定的局限性,比如搜索效率和开发能力的不足。因此,为了克服这些缺陷,研究者们不断地对BWO算法进行改进和优化,EBWO(改进白鲸优化算法)应运而生。 EBWO算法引入了两个重要的改进策略:准反向学习(QOBL)策略和旋风觅食策略。QOBL策略的引入显著提高了算法的迭代速度。传统算法在优化过程中往往会陷入局部最优解,而无法快速跳出,导致效率低下。QOBL策略通过模仿自然界中动物的反向逃逸行为,允许算法在遇到不利于搜索的方向时,能够迅速调整方向,从而加快迭代速度,提高全局搜索能力。EBWO算法还引入了旋风觅食策略,这增强了算法的开发能力,即在找到全局最优解的邻域后,能更深入地挖掘这个区域,提高解的质量。这一策略使得EBWO算法能够在高维搜索空间中更加灵活和高效地找到问题的最优解。 通过与其他先进算法,如灰狼优化算法(GWO)、鲸鱼优化算法(WOA)和沙蚤算法(SSA)等的对比分析,EBWO算法在多种基准测试函数上的表现均优于它们。这表明,改进后的EBWO算法能够更有效地解决工程和科学领域中遇到的各种复杂优化问题。 此外,为了更好地理解和分析EBWO算法,在技术支持文档中也包含了算法的详细介绍和解析,以及对算法性能的详细评估。文档中提及的23种基准测试函数,覆盖了不同类型的优化问题,从简单的单峰函数到复杂的多峰函数,这些测试函数的使用有助于全面评估EBWO算法在各种条件下的性能。 通过这些基准测试函数的评估,我们可以看到EBWO算法不仅在理论上具有创新性,而且在实际应用中也显示出了良好的性能和强大的竞争力。它为解决各种工程优化问题提供了新的思路和方法,对于推动优化算法的发展具有重要意义。 EBWO算法作为一种混合改进的白鲸优化算法,通过引入QOBL策略和旋风觅食策略,有效提高了算法的搜索效率和开发能力。该算法在与多个先进算法的性能对比中表现出色,为解决优化问题提供了新的选择。随着算法在各个领域的广泛应用,相信EBWO算法将会推动相关技术的进步,并在实际工程问题中发挥重要作用。
2025-04-24 20:25:56 440KB
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D-S证据理论是由A. P. Dempster在1967年提出的,后由G. Shafer在1976年系统化发展而成,是一种处理不确定性的信息融合方法。该理论在各种数据融合系统中得到广泛应用,尤其在需要综合多个独立证据源信息时。D-S证据理论的中心思想是通过一个数学框架将证据的综合影响量化,从而得出对某个假设的信任程度。下面详细说明D-S证据理论及其改进算法的知识点。 1. D-S证据理论的相关定义 D-S证据理论首先定义了一个识别框架U,即一个完整的、互斥的元素集合,代表所有可能的情况。在该框架下,通过基本概率分配(Basic Probability Assignment,BPA)来表示对框架内元素的信任程度。BPA用数学表达式表示为Bel:2^U -> [0,1],满足以下两个条件: - Bel(∅) = 0; - ∑_{A⊆U} Bel(A) = 1。 其中Bel(A)即为命题A的基本概率值。 2. 信任函数和似真度函数 信任函数(Belief Function, BEL)和似真度函数(Plausibility Function, PL)是用来表示对命题真假的判断。信任函数Bel(A)表示从当前证据出发,能够确定命题A为真的最小信任度;似真度函数Pl(A)则表示命题A为真时的最大可能信任度。对于任何命题A有以下关系:Bel(A) ≤ Pl(A),这反映了信任的不确定性区间。 3. Dempster合成规则 Dempster合成规则是D-S证据理论的核心,其作用是合成两个或多个证据。该规则如下所述: - 给定两个证据的基本概率分配m1和m2,可由Dempster合成规则计算出合成后的基本概率分配m; - 如果两个证据没有冲突(即它们共同支持某个命题),则合成后的证据会强化这种支持; - 如果两个证据存在冲突(即它们对同一命题的支持度有重叠但又不完全相同),则合成后的证据会削弱这种支持,甚至在极端情况下,如果冲突不可调和(即K趋向于无穷大),Dempster规则则无法给出合成结果。 4. 数据融合过程 D-S证据理论在数据融合中的应用,涉及到多个信息源提供的证据的综合处理。融合过程通常包括以下几个步骤: - 收集信息源提供的证据; - 对每个信息源定义基本概率分配; - 应用Dempster合成规则对各个证据进行合成; - 根据合成后的信任函数和似真度函数,得到最终对某一假设的支持程度。 5. 改进的证据组合方法 尽管D-S证据理论在理论上有广泛应用,但在实际应用中也存在不足,特别是在证据源高度冲突时,合成规则可能无法给出合理的结果。因此,学者们提出多种改进算法,例如Yager提出的修正Dempster规则,能够处理证据完全冲突的情况;还有Dubois-Prade修改法、Murphy修改法等,旨在降低证据冲突对最终合成结果的影响。 6. 应用实例 文章中提出了改进算法的例子,通过实例分析,证明了改进方法能够有效地处理那些证据间存在较大冲突的场合。改进后的算法提高了数据融合的性能和可靠性,对于实际应用系统具有重要意义。 7. 研究背景与基金项目 文章作者马志刚和张文栋来自中北大学电子测试技术国家重点实验室,他们的研究受到山西省自然科学基金项目的支持。这反映了该理论在实际研究中的重要性以及实际应用中的潜在价值。通过获得资助,该研究得以深入并可能推动相关领域的技术进步。 D-S证据理论及其改进算法是数据融合领域中非常重要的理论工具,尤其在不确定性信息处理和决策支持方面表现出了强大的实用价值。通过对该理论的深入理解和算法的改进,可以在多源信息融合系统设计、人工智能决策支持、风险评估等多个领域发挥作用。
2025-04-20 18:18:28 329KB D-S证据理论
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基于拉丁超立方采样的k-means算法改进:风电光伏场景缩减与不确定性模拟,基于拉丁超立方场景生成和改进k-means算法的场景缩减 风电、光伏场景不确定性模拟,由一组确定性的方案,生成1000种光伏场景,为了避免大规模风电,光伏场景造成的计算困难问题,针对k-means的初始聚类中心随的问题做出改进,并将场景削减至5个,运行后直接给出生成的场景、缩减后的场景及缩减后各场景概率。 可移植以及可应用性非常强 适合初学者进行学习使用程序注释清晰易懂 ,基于拉丁超立方场景生成; 改进k-means算法; 场景缩减; 风电、光伏场景不确定性模拟; 生成光伏场景; 避免计算困难; 初始聚类中心改进; 场景削减; 注释清晰易懂。,基于拉丁超立方与改进k-means的场景缩减算法:风电光伏不确定性模拟
2025-04-18 11:51:40 173KB 开发语言
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内容概要:文章详细介绍了利用蜣螂优化算法(DBO)优化Leach算法在无线传感器网络(WSN)中的Matlab实现。Leach是一种经典的低功耗自适应聚类分层型协议,而DBO的引入旨在优化其簇头选择等薄弱环节,从而提升网络的整体性能。文中关注的核心指标包括死亡节点数、存活节点数、能量消耗及剩余能量,这些指标直观反映了优化效果。通过具体的Matlab代码展示了节点初始化、位置生成、基于DBO的簇头选择改进及能量消耗计算等关键步骤。此外,还探讨了能量均衡机制、适应度函数的设计以及针对不同应用场景的参数调整,最终实验数据显示优化后的算法在网络寿命、节点存活率和能耗方面均有显著改善。 适合人群:对无线传感器网络及优化算法感兴趣的科研人员、研究生或相关专业高年级本科生。 使用场景及目标:①研究无线传感网络中的能量管理与优化;②探索不同优化算法在经典协议中的应用;③为特定应用场景(如野生动物监测)提供优化配置建议。 阅读建议:由于涉及到具体的算法实现和性能评估,建议读者在阅读时结合Matlab代码进行实践操作,同时关注不同参数设置对网络性能的影响,以便深入理解优化机制。
2025-04-17 10:22:32 1.02MB sqlite
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0-1背包问题是一种典型的组合优化问题,在计算机科学和运筹学领域中有着广泛的应用。在该问题中,有一个背包和若干物品,每个物品都有自己的重量和价值,我们的目标是在不超过背包最大承重的前提下,选择装入背包的物品,使得背包内物品的总价值最大。由于每个物品只能选择放入或不放入背包,所以被称为0-1背包问题。 动态规划算法是解决0-1背包问题的有效方法之一。动态规划的基本思想是将待求解的问题分解为若干个子问题,先求解子问题,然后从这些子问题的解得到原问题的解。在0-1背包问题中,动态规划利用最优子结构和重叠子问题的特性,递归地建立解决问题的模型。具体来说,可以定义一个函数f(i,j),表示在背包容量为j,前i个物品可选时能达到的最大价值。通过递归计算所有可能的子问题解,最终可以得到整个问题的最优解。 动态规划算法在解决0-1背包问题时存在空间复杂度较高的问题,这是因为它需要存储所有子问题的解。为了改进这一点,可以采用分治策略,将动态规划的过程进行优化,从而降低空间复杂度。分治策略是一种算法设计范式,它的基本思想是将一个难以直接解决的大问题分割成一些规模较小的相同问题,递归解决这些子问题,然后合并其结果以得到原问题的解。 在此基础上,提出了IKP算法,它是对原始动态规划算法的改进。IKP算法的提出主要是为了解决动态规划算法在解决0-1背包问题时的不足,即算法性能不佳,尤其是空间复杂度过高。IKP算法通过在算法中引入改进的策略来优化性能,降低计算复杂度。 进一步的改进,称为DKnapsack算法,是在IKP算法的基础上,进一步降低了空间复杂度。DKnapsack算法采用分治策略,将问题分解成更小的子问题,并通过递归的方式求解,从而减少了内存的使用。DKnapsack算法在运行时间和资源耗费上都比IKP算法有很大的优势,并且具有较好的时间复杂度。 此外,实验部分是对理论分析的验证,通过实际编程实现和测试上述算法,对比不同算法在相同或不同场景下的性能表现,证明理论分析的正确性。作者许薇和周继鹏通过对0-1背包问题的深入研究,提供了有效的算法改进方案,并通过实验论证了改进算法的优越性。 动态规划算法在解决组合优化问题上具有重要意义,尤其是在0-1背包问题中,它提供了一种系统化的方法来寻找最优解。通过分析动态规划算法的不足和性能瓶颈,研究者可以进一步开发出更高效、占用资源更少的改进算法,以应对日益复杂的优化问题。在实际应用中,这些算法的性能提升可以有效减少计算资源的使用,加快问题求解的速度,对提升系统效率有着重要的贡献。
2025-04-15 15:59:52 401KB 0-1背包问题
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内容概要:本文展示了带有CBAM注意力机制改进的U-Net架构模型的具体实现,使用PyTorch作为深度学习库。文中定义了ChannelAttention(信道注意力)和SpatialAttention(空间注意力)这两个重要子模块来提高模型对特征的理解力。接下来,还描述了网络不同层次之间的下采样、跳跃连接以及最后输出部分所使用的特定操作细节。最后,给出了模型实例化及简单调用的方法,并测试了随机生成的数据样本输出维度验证模型搭建正确无误。 适合人群:本教程主要适用于有一定机器学习或深度学习基础,并初步掌握PyTorch环境配置的相关开发者和技术爱好者,同时也非常适合从事医学影像分析或其他图像处理相关科研工作的专业研究人员用来进行项目实践探索。 使用场景及目标:这个模型可以应用于各种需要精确识别对象轮廓的任务如细胞计数检测、皮肤病灶边界分割等方面;其核心目的就是利用深度卷积神经网络提取图像特征,并借助注意力机制提升特征表达质量从而改善最终预测精度。 其他说明:此项目不仅限于二分类任务,只要调整相应的类别数即能应对多类别的情况,此外还允许用户选择不同的采样方式以适应更多种分辨率的图片处理需求。
2025-04-15 09:44:41 7KB 深度学习 PyTorch 图像分割 U-Net
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基于改进A*算法融合DWA算法的机器人路径规划MATLAB仿真程序(含注释) 包含传统A*算法与改进A*算法性能对比?改进A*算法融合DWA算法规避未知障碍物仿真。 改进A*算法做全局路径规划,融合动态窗口算法DWA做局部路径规划既可规避动态障碍物,又可与障碍物保持一定距离。 任意设置起点与终点,未知动态障碍物与未知静态障碍物。 地图可更改,可自行设置多种尺寸地图进行对比,包含单个算法的仿真结果及角速度线速度姿态位角的变化曲线,仿真图片丰富 在现代机器人技术研究领域中,路径规划算法是实现机器人自主导航与移动的关键技术之一。路径规划旨在使机器人从起点出发,通过合理的路径选择,避开障碍物,安全高效地到达终点。随着算法的不断发展,人们在传统的路径规划算法基础上提出了诸多改进方案,以期达到更好的规划效果。在这些方案中,改进的A*算法与动态窗口法(DWA)的结合成为了研究热点。 A*算法是一种广泛使用的启发式搜索算法,适用于静态环境下的路径规划。它基于启发信息估计从当前节点到目标节点的最佳路径,通过优先搜索成本最小的路径来达到目标。然而,A*算法在处理动态环境或者未知障碍物时存在局限性。为此,研究者们提出了改进A*算法,通过引入新的启发式函数或者优化搜索策略,以提升算法在复杂环境中的适应性和效率。 动态窗口法(DWA)则是一种局部路径规划算法,它通过在机器人当前速度空间中选取最优速度来避开动态障碍物。DWA通过评估在一定时间窗口内,机器人各个速度状态下的路径可行性以及与障碍物的距离,以避免碰撞并保持路径的最优性。然而,DWA算法通常不适用于长距离的全局路径规划,因为其只在局部窗口内进行搜索,可能会忽略全局路径信息。 将改进A*算法与DWA结合,可以充分利用两种算法的优势,实现对全局路径的规划以及对局部动态障碍物的即时响应。在这种融合策略下,改进A*算法用于全局路径的规划,设定机器人的起点和终点,同时考虑静态障碍物的影响。在全局路径的基础上,DWA算法对局部路径进行规划,实时调整机器人的运动状态,以避开动态障碍物。这种策略不仅保持了与障碍物的安全距离,还能有效应对动态环境中的复杂情况。 此外,该仿真程序还具备一些实用功能。用户可以自行设定地图尺寸和障碍物类型,无论是未知的动态障碍物还是静态障碍物,仿真程序都能进行有效的路径规划。仿真结果会以曲线图的形式展现,包括角速度、线速度、姿态和位角的变化,同时提供了丰富的仿真图片,便于研究者分析和比较不同算法的性能。这些功能不仅提高了仿真程序的可用性,也增强了研究者对算法性能评估的直观理解。 改进A*算法与DWA算法的融合是机器人路径规划领域的一个重要进展。这种融合策略通过全局规划与局部调整相结合的方式,提升了机器人在复杂和动态环境中的导航能力,使得机器人能够更加智能化和自主化地完成任务。随着算法研究的不断深入和技术的不断进步,未来的机器人路径规划技术将会更加成熟和高效。
2025-04-14 15:03:42 2.89MB edge
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根据给出的文件内容,可以提炼出以下IT知识知识点: 1. 连续采煤机工作环境与要求: 连续采煤机的中部运输槽和运输机尾的工作条件非常恶劣,这对连接它们的钢板提出了极高的要求。由于受到磨损、冲击以及重载等影响,钢板不仅要有足够的强度和韧性,还必须具备良好的耐疲劳性能。 2. 弹簧钢板热处理的目的和重要性: 弹簧钢板主要指的是用于制造弹簧的钢板,这类钢板在经过热处理之后,可以获得良好的机械性能。热处理过程中的畸变控制是保证零件尺寸精度和形状稳定性的关键。65Mn是一种常用的弹簧钢材料,其热处理过程对材料性能有着决定性的影响。 3. 热处理工艺改进的效果: 通过对65Mn弹簧钢板的热处理工艺进行改进,可以有效减少热处理过程中产生的畸变,提升钢板的表面硬度,并延长其疲劳寿命。这样不仅能延长钢板的使用寿命,还能提升其工作中的可靠性。 4. 热处理工艺改进对显微组织的影响: 改进后的热处理工艺使得弹簧钢板的显微组织更加细小、均匀,这种显微组织的改变有助于提高钢板的整体力学性能。 5. 行业标准对热处理的要求: 文档中提到了一些国家标准(GB/T19844—2005、GB/T3279—2009),这些标准规定了弹簧钢板的热处理要求和检测方法,对生产过程中钢板的质量控制有着指导作用。 6. 硬度值的重要性和检测方法: 表面硬度是一个衡量弹簧钢板质量的关键指标,它反映材料抵抗局部塑性变形的能力。文档中提及了不同温度处理后材料的硬度值范围(如30~33HRC、45~50HRC),以及不同的硬度测试方法(如1840+10℃和320~350℃的热处理方法)。 7. 材料性能参数和应用范围: 在文档中还给出了不同材料(如65Mn、60Si2Mn)的性能参数和应用范围,比如屈服强度、抗拉强度、冲击韧性、疲劳强度等,并对不同尺寸的钢板(如2700mm×300mm×6mm、31~8mm和3PLG-100C)的性能标准进行了说明。 8. 研究成果的应用: 研究改善后的热处理工艺能够为连续采煤机中的钢板连接件提供更优质的材料,这不仅提升了设备的可靠性,而且对于保证煤矿安全生产也有重要的意义。 以上知识点不仅涉及了热处理技术在冶金行业中的应用,还涵盖了材料性能标准、质量控制以及生产设备的维护等多个方面。这些知识点对于从事冶金、材料科学、机械工程等相关领域的专业人士来说非常重要,为他们提供了关于弹簧钢板性能优化和应用的参考。
2025-04-13 23:01:15 232KB 行业研究
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在短距离无线通信中,无线节点或移动终端通常有低成本、小体积、低功耗的要求,因此无法使用复杂的预失真或补偿电路克服功放的非线性影响,这是无线节点或移动终端在上行链路中难以使用高阶QAM调制的重要原因之一。基于QAM矩形星座的特点,提出了一种K-means聚类的改进算法作为中央基站节点的高阶QAM解调算法。在发送信号受到较严重的功放非线性失真时,所提改进算法解调性能更优,算法复杂度更低。 在短距离无线通信中,高阶QAM(Quadrature Amplitude Modulation)调制由于其高传输效率而被广泛采用,但同时也面临着功率放大器(PA)非线性失真的挑战。由于无线节点和移动终端对成本、体积和功耗的严格限制,无法采用复杂的预失真或补偿电路来应对这一问题。为了解决这一难题,一种针对失真QAM信号的改进K-means聚类算法被提出,特别适用于中央基站节点的高阶QAM解调。 传统的K-means聚类算法主要用于数据挖掘和模式识别,而在通信领域,尤其是用于高阶调制的解调,这一应用并不常见。该改进算法的优势在于,在功放非线性导致QAM星座图严重失真的情况下,可以提供更优的解调性能,同时保持较低的算法复杂度。 在K-means解调过程中,关键步骤包括数据点的聚类和星座编号判决。原始的K-means算法可能因为“两星座一簇”或“一星座两簇”的情况导致误判,而改进算法则通过利用星座图的先验知识,比如矩形星座的结构,来更精确地选择初始聚类中心。对于矩形星座,算法首先估算数据点的分布范围,然后进行非均匀网格划分,结合理想星座图剔除无关点,最后选取最接近数据点的网格点作为初始聚类中心,确保每个星座点对应一个聚类中心,提高了解调的准确性。 具体实施上,算法会接收一组数据点的横纵坐标集合,根据QAM调制的阶数K和矩形星座的行数M进行处理。通过调整非均匀划分系数η,可以适应不同的失真程度,以达到最佳的解调效果。这种改进策略有效地降低了由于功放非线性导致的解调错误率,尤其在面对严重的失真时,解调性能优于常规方法。 该改进的K-means聚类算法为短距离无线通信中的高阶QAM解调提供了一种新的解决方案。它巧妙地利用了通信系统内的先验信息,降低了算法复杂度,同时提高了解调的准确性和鲁棒性,对于无线节点和移动终端的低功耗、低成本需求是一个理想的匹配。随着C-RAN架构的推广,这种算法有望在未来的无线通信系统中发挥重要作用,特别是在那些需要高效能、低功耗解调的场景中。
2025-04-13 21:00:56 577KB
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在文档中应用了一些小技巧,小算法,大家可以参考使用,能完成16进制发送接收,还对传输协议问题进行了分析
2025-04-11 15:17:50 135KB 串口
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