基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與遺傳算法火焰筒浮動(dòng)瓦塊壁溫優(yōu)化分析

在彎管前安裝擾流子，可以減小彎管處二次流強(qiáng)度，降低能量損失，并運(yùn)用cfd軟件對(duì)不同參數(shù)下的擾流子節(jié)能效果數(shù)值計(jì)算。以l9（33）正交試驗(yàn)以及4組補(bǔ)充試驗(yàn)作為bp神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的訓(xùn)練樣本，建立在5種雷諾數(shù)下擾流子節(jié)能效率與擾流子葉片轉(zhuǎn)角、葉片長度、安裝距離3個(gè)結(jié)構(gòu)參數(shù)的非線性映射關(guān)系；擾流子節(jié)能效率最大值作為目標(biāo)函數(shù)，再結(jié)合遺傳算法進(jìn)行結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化。最終得到在不同雷諾數(shù)下擾流子葉片轉(zhuǎn)角、葉片長度、安裝距離的最佳組合形式，并利用有限元方法對(duì)結(jié)果驗(yàn)證。結(jié)果表明，這種優(yōu)化方案具有可行性；合適的結(jié)構(gòu)參數(shù)的擾流子具有良好的節(jié)能效果。

在彎管前安裝擾流子,可以減小彎管處二次流強(qiáng)度,降低能量損失,并運(yùn)用cfd軟件對(duì)不同參數(shù)下的擾流子節(jié)能效果數(shù)值計(jì)算.以l9(33)正交試驗(yàn)以及4組補(bǔ)充試驗(yàn)作為bp神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的訓(xùn)練樣本,建立在5種雷諾數(shù)下擾流子節(jié)能效率與擾流子葉片轉(zhuǎn)角、葉片長度、安裝距離3個(gè)結(jié)構(gòu)參數(shù)的非線性映射關(guān)系;擾流子節(jié)能效率最大值作為目標(biāo)函數(shù),再結(jié)合遺傳算法進(jìn)行結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化.最終得到在不同雷諾數(shù)下擾流子葉片轉(zhuǎn)角、葉片長度、安裝距離的最佳組合形式,并利用有限元方法對(duì)結(jié)果驗(yàn)證.結(jié)果表明,這種優(yōu)化方案具有可行性;合適的結(jié)構(gòu)參數(shù)的擾流子具有良好的節(jié)能效果.

針對(duì)傳統(tǒng)方法單獨(dú)采用bp神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法易陷入局部極值的問題,提出了遺傳算法優(yōu)化bp神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),并將其應(yīng)用于mimo-ofdm系統(tǒng)信號(hào)檢測(cè)中。該方法將遺傳算法與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合,用遺傳算法優(yōu)化神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)初始值,使bp網(wǎng)絡(luò)快速收斂到最優(yōu)解,避免了由初始值的隨機(jī)選取而帶來的檢測(cè)誤碼。仿真結(jié)果表明所提出的方法在誤碼率方面有比較好的性能。

根據(jù)某建筑中央空調(diào)系統(tǒng)的工作參數(shù),創(chuàng)建bp神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型,得到輸入輸出的映射關(guān)系.利用遺傳算法尋找中央空調(diào)系統(tǒng)的最佳工作參數(shù),對(duì)遺傳算法的優(yōu)化結(jié)果進(jìn)行分析.利用圖形分析法驗(yàn)證遺傳算法得到的結(jié)果是全局最優(yōu)解.當(dāng)冷卻水進(jìn)口溫度為室外溫度、冷水出口溫度為設(shè)置范圍內(nèi)的最大值時(shí),空調(diào)功耗最小.

優(yōu)化電解碲電源對(duì)電解行業(yè)節(jié)能增效、提高電解產(chǎn)品質(zhì)量和改善電網(wǎng)環(huán)境具有重要意義.電源前級(jí)采用三相電壓型pwm整流器；在建立pwm整流器數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)上；通過改進(jìn)雙閉環(huán)pi控制策略；即外環(huán)基于并行搜索全局尋優(yōu)的遺傳算法優(yōu)化bp神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)權(quán)值和閾值的智能控制方法；分析網(wǎng)側(cè)電流波形和諧波含量；可得到所需的額定電解電壓和電流；以matlab/simulink軟件為平臺(tái)進(jìn)行仿真計(jì)算.結(jié)果表明:ga-bp(geneticalgorithm-backpropagation)算法具有輸出電壓平穩(wěn)、響應(yīng)速度快、超調(diào)量小、抗干擾性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn).

采用遺傳算法對(duì)建筑設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化,是建筑設(shè)計(jì)領(lǐng)域一個(gè)全新的研究方向,然而,在日照分析下基于遺傳算法求解最優(yōu)值時(shí),需要對(duì)每個(gè)進(jìn)化個(gè)體進(jìn)行適應(yīng)度函數(shù)的計(jì)算,將消耗大量的運(yùn)行時(shí)間.為了降低算法的復(fù)雜性,提出一種神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)合遺傳算法的建筑優(yōu)化設(shè)計(jì)方法.研究結(jié)果表明：與傳統(tǒng)遺傳算法對(duì)比,該方法可以有效降低算法的迭代次數(shù)和運(yùn)行時(shí)間,提高建筑優(yōu)化設(shè)計(jì)的效率.

采用遺傳算法對(duì)建筑設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化,是建筑設(shè)計(jì)領(lǐng)域一個(gè)全新的研究方向,然而,在日照分析下基于遺傳算法求解最優(yōu)值時(shí),需要對(duì)每個(gè)進(jìn)化個(gè)體進(jìn)行適應(yīng)度函數(shù)的計(jì)算,將消耗大量的運(yùn)行時(shí)間.為了降低算法的復(fù)雜性,提出一種神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)合遺傳算法的建筑優(yōu)化設(shè)計(jì)方法.研究結(jié)果表明:與傳統(tǒng)遺傳算法對(duì)比,該方法可以有效降低算法的迭代次數(shù)和運(yùn)行時(shí)間,提高建筑優(yōu)化設(shè)計(jì)的效率.

提出了將溫差發(fā)電器對(duì)內(nèi)燃機(jī)排氣背壓的影響納入溫差發(fā)電器的優(yōu)化設(shè)計(jì)過程的觀點(diǎn),設(shè)計(jì)了一套新的溫差發(fā)電器優(yōu)化方案。以發(fā)電器尺寸參數(shù)為設(shè)計(jì)變量,以排氣背壓、質(zhì)量作為約束條件,以發(fā)電片溫差為目標(biāo)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。利用中心復(fù)合設(shè)計(jì)法選取試驗(yàn)點(diǎn),對(duì)試驗(yàn)點(diǎn)進(jìn)行cfd仿真,采用高預(yù)測(cè)精度的改進(jìn)bp神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)擬合設(shè)計(jì)變量與目標(biāo)函數(shù)間的關(guān)系,再利用遺傳優(yōu)化算法在設(shè)計(jì)空間尋找最佳設(shè)計(jì)點(diǎn)。優(yōu)化后消除了發(fā)電器對(duì)排氣背壓的影響,溫差提高了8.8%,質(zhì)量降低了6.7%。

從神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和遺傳算法的原理出發(fā),利用遺傳算法和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合的策略對(duì)結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化.在確定結(jié)構(gòu)優(yōu)化的目標(biāo)函數(shù)和設(shè)計(jì)變量集合的基礎(chǔ)上,用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)算法建立貨架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)參數(shù)與結(jié)構(gòu)重量、結(jié)構(gòu)最大應(yīng)力、最大位移等的非線性全局映射關(guān)系,獲得遺傳算法求解結(jié)構(gòu)優(yōu)化問題所需的目標(biāo)函數(shù),用遺傳算法進(jìn)行優(yōu)勝劣汰的尋優(yōu)搜索運(yùn)算,從而求出所需最優(yōu)解.以貨架結(jié)構(gòu)的優(yōu)化為例說明了上述方法的應(yīng)用.遺傳算法和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化結(jié)果是在正交設(shè)計(jì)法確定的訓(xùn)練樣本足夠大的基礎(chǔ)上得出的,具有較強(qiáng)的可靠性.

神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)隱藏層數(shù)量的選擇以及權(quán)重值的確定對(duì)訓(xùn)練算法的收斂性有很大影響,為了解決神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(ann)訓(xùn)練過程中結(jié)構(gòu)復(fù)雜的問題,提出了一種基于遺傳算法(ga)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法。試驗(yàn)結(jié)果表明,在訓(xùn)練樣板數(shù)量較大時(shí),優(yōu)化后的ann能夠計(jì)算出隱藏層的最佳數(shù)量,從而提高整體的性能,具有較好的泛華能力。

建立bp(backpropagation)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與遺傳算法相結(jié)合的電力負(fù)荷預(yù)測(cè)模型。在該模型中,利用遺傳算法具有的全局尋優(yōu)特點(diǎn),將bp網(wǎng)絡(luò)的初始權(quán)值優(yōu)化到一個(gè)較小的范圍,然后再用bp算法在該范圍內(nèi)繼續(xù)優(yōu)化,以便使優(yōu)化算法既能實(shí)現(xiàn)全局最優(yōu)求解,又能獲得較快的求解速度。最后,通過仿真算例,與傳統(tǒng)bp網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化結(jié)果、及各種擬合方法獲得結(jié)果進(jìn)行比對(duì),驗(yàn)證了計(jì)算方法的可行性和優(yōu)越性。

建立bp（backpropagation）神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與遺傳算法相結(jié)合的電力負(fù)荷預(yù)測(cè)模型。在該模型中，利用遺傳算法具有的全局尋優(yōu)特點(diǎn)，將bp網(wǎng)絡(luò)的初始權(quán)值優(yōu)化到一個(gè)較小的范圍，然后再用bp算法在該范圍內(nèi)繼續(xù)優(yōu)化，以便使優(yōu)化算法既能實(shí)現(xiàn)全局最優(yōu)求解，又能獲得較快的求解速度。最后，通過仿真算例，與傳統(tǒng)bp網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化結(jié)果、及各種擬合方法獲得結(jié)果進(jìn)行比對(duì)，驗(yàn)證了計(jì)算方法的可行性和優(yōu)越性。

相對(duì)于監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)采集的高效性,隧道施工中對(duì)現(xiàn)場(chǎng)突發(fā)狀況缺乏高效的應(yīng)對(duì)措施。本文結(jié)合工程實(shí)例,采用正交表及對(duì)應(yīng)三維數(shù)值計(jì)算模型,得到隧道施工參數(shù)與對(duì)應(yīng)隧道變形的樣本集,應(yīng)用基于遺傳算法的bp神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)matlab程序,通過對(duì)施工參數(shù)進(jìn)行正演分析,實(shí)現(xiàn)相對(duì)高效的施工反饋;在實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上,通過進(jìn)一步的反演分析,可優(yōu)化施工參數(shù),實(shí)現(xiàn)施工工藝的經(jīng)濟(jì)優(yōu)選。工程應(yīng)用結(jié)果表明,該方法的分析結(jié)果能夠滿足工程施工精度要求,有效提高施工過程中突發(fā)狀況的應(yīng)對(duì)效率,同時(shí)也為設(shè)計(jì)中參數(shù)的優(yōu)化選擇提供參考,為建立隧道工程施工的高效反饋機(jī)制提供新方法和新思路。

為有效gis設(shè)備放電故障診斷的快速性和準(zhǔn)確性,采用近幾年出現(xiàn)的遺傳算法對(duì)bp神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行優(yōu)化,減少了bp神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法陷入局部最優(yōu)解的風(fēng)險(xiǎn),顯著增強(qiáng)了bp神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的泛化能力和全局尋優(yōu)能力。對(duì)比發(fā)現(xiàn),遺傳算法優(yōu)化后的bp神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型具有比較好的快速性和準(zhǔn)確的診斷能力。測(cè)試結(jié)果表明,遺傳算法優(yōu)化bp神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)gis設(shè)備放電故障診斷具有可行性和有效性。

綜合利用有限元法、正交試驗(yàn)法、bp神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)以及遺傳算法對(duì)大重型數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)的花盤結(jié)構(gòu)系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化研究。首先對(duì)花盤結(jié)構(gòu)系統(tǒng)進(jìn)行諧響應(yīng)動(dòng)力學(xué)分析,找出對(duì)結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)特性影響最大的模態(tài)頻率,并確定bp神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸入變量,然后利用正交試驗(yàn)法和有限元分析法確定出bp神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)樣本點(diǎn)數(shù)據(jù),建立反映花盤結(jié)構(gòu)特性的bp神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型,最后利用遺傳算法對(duì)建立的bp神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化。仿真結(jié)果表明,花盤第一階固有頻率提高15.5%,其自重降低9.8%。

基于結(jié)構(gòu)系統(tǒng)靜強(qiáng)度可靠性分析、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和遺傳算法,對(duì)空間梁板結(jié)構(gòu)系統(tǒng)進(jìn)行了可靠性分析和基于可靠性的優(yōu)化設(shè)計(jì)。結(jié)構(gòu)可靠性分析中,給出了安全余量以及安全余量對(duì)各變量敏度的顯性表達(dá)式,便于各安全余量間相關(guān)性計(jì)算和可靠性計(jì)算精度提高。結(jié)構(gòu)優(yōu)化中,用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和遺傳算法,每代遺傳操作中只需用傳統(tǒng)方法計(jì)算1次結(jié)構(gòu)系統(tǒng)可靠性指標(biāo),將該代最優(yōu)解對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)加入神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的訓(xùn)練樣本,從訓(xùn)練樣本中刪除最次樣本,使訓(xùn)練樣本不斷處于更新狀態(tài)。數(shù)值算例表明:該法收斂平穩(wěn)、用時(shí)較少,具較好的收斂性和較高的計(jì)算效率。

針對(duì)bp神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練過程中的訓(xùn)練時(shí)間較長、完全不能訓(xùn)練或容易陷入局部極小值等問題,提出基于遺傳克隆選擇算法(cloga)優(yōu)化bp神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的流程,克服bp算法的一些缺陷。并通過湖北省人口預(yù)測(cè)問題進(jìn)行效果檢驗(yàn),得到滿意的結(jié)果。

為提高基于視頻圖像的公路隧道火災(zāi)火焰識(shí)別率，在對(duì)火焰動(dòng)態(tài)特征研究成果之上，利用bp神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)融合火焰靜態(tài)特征，對(duì)公路隧道視頻火焰進(jìn)行綜合識(shí)別．火焰動(dòng)態(tài)特征選取作者研究的火焰邊緣運(yùn)動(dòng)量（amfe）和火焰區(qū)域跳動(dòng)特征，火焰靜態(tài)特征選取前人研究的尖角數(shù)目、火焰顏色特征和圓形度．將此5種火焰特征作為bp神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸入，達(dá)到融合火焰多特征信息并實(shí)現(xiàn)火焰綜合識(shí)別的目的．實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，火焰識(shí)別率穩(wěn)定在86．2％～96．5％之間，驗(yàn)證了該方法的可靠性．

在遺傳算法與誤差反向傳播網(wǎng)絡(luò)(bp網(wǎng)絡(luò))結(jié)構(gòu)相結(jié)合的基礎(chǔ)上,提出了利用改進(jìn)的遺傳算法優(yōu)化神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行水資源承載力綜合評(píng)價(jià)的新方法,將該方法應(yīng)用于淮河流域水資源承載力綜合評(píng)價(jià),實(shí)例表明是可行的,為水資源承載力定量分析開辟了新的途徑.

由于地下工程巖土力學(xué)參數(shù)的復(fù)雜性,在實(shí)際工程設(shè)計(jì)和施工中,要想得到比較準(zhǔn)確的巖土力學(xué)參數(shù)是比較困難的,而巖土參數(shù)對(duì)地下工程的設(shè)計(jì)和施工的成敗具有很重要的意義。本文利用遺傳神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化算法結(jié)合數(shù)值模擬試驗(yàn)對(duì)地下工程巖土力學(xué)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化反分析,并取得了良好的效果。

針對(duì)壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)器的蠕變誤差隨時(shí)間呈現(xiàn)非線性變化,會(huì)嚴(yán)重影響其定位精度的問題,提出遺傳算法優(yōu)化bp神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的壓電陶瓷蠕變預(yù)測(cè)算法。采用遺傳算法優(yōu)化了bp神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的權(quán)值和閾值,構(gòu)建了基于遺傳算法的bp神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(ga-bp算法)的蠕變預(yù)測(cè)模型。用ga-bp算法對(duì)壓電陶瓷蠕變進(jìn)行了預(yù)測(cè)仿真,并將結(jié)果與實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行了對(duì)比。結(jié)果表明,獲得的蠕變預(yù)測(cè)結(jié)果與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的最大絕對(duì)誤差均不超過0.2μm,最大蠕變誤差均小于1.5%,最大均方誤差僅為0.0046,因此,ga-bp預(yù)測(cè)模型可作為預(yù)測(cè)壓電陶瓷蠕變誤差的一種有效手段。

提出了一種神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與遺傳算法相結(jié)合的電鍍鋅鎳磷合金工藝參數(shù)優(yōu)化方法。以試驗(yàn)數(shù)據(jù)為樣本,通過神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建立電鍍工藝參數(shù)與電鍍性能關(guān)系之間的復(fù)雜模型,利用遺傳算法對(duì)電鍍工藝參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化,可充分發(fā)揮神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的非線性映射能力和遺傳算法的全局尋優(yōu)能力。試驗(yàn)顯示了方法的有效性和優(yōu)越性。