郑州大学学报(工学版)

基于遗传算法的变质量航天器姿态控制方法

2019年07月10 00:00

针对变质量特性航天器这类复杂且非线性不确定系统的高精度姿态控制问题,提出了基于传算法的模型独立姿态控制方法.该算法在航天器模型独立的基础上采用适应度比例法对拉制参数进行优化,不依赖航天器的质量参数辨识仿真结果表明,基于遗传算法的模型独立姿态控制方法能在控制力矩和角速度约束的条件下,对变质量特性航天器进行高精度姿态控制该算法对在轨服务航天器的使用具有重要价值

基于多学习多目标鸽群优化的动态环境经济调度

闫李,李超,柴旭朝,瞿博阳 — 2019年07月10 00:00

针对电力系统动态环境经济调度（DEED）问题，本文提出了一种基于多学习策略的多目标鸽群优化（MLMPIO）算法。在多学习策略中，种群个体可以向外部存档集中的多个全局最优位置以及个体的历史最优位置进行学习，进而保持种群的多样性和全局搜索能力，避免陷入早熟收敛；引入了小概率变异扰动机制，来进一步增强种群的多样性和搜索能力；为提升算法的运行效率，采用容量自适应变化的外部存档集来存储当前Pareto最优解集。为验证所提算法的性能，将MLMPIO应用于10机组电力系统的DEED问题求解；仿真结果证明了MLMPIO算法解决此类问题的可行性和有效性。

基于鸽群优化的复杂环境下无人机侦查航迹优化

2019年07月10 00:00

地表环境的复杂性以及机载探测装置探测范围的约束,使得无人机在某些方位无法实现对地面目标的有效监测因此,在设计无人机侦查航路时需要综合考虑无人机飞行性能与目标可视范围等条件针对这一问题,提出了一种基于改进鸽群优化与动态规划算法的无人机侦查航路优化方法.首先,通过分析机载探测蓑置视场与地表环境的相对空间关系,得到了目标周围空域的可视范围随后,结合鸽群优化理论柜架与动态规范方法对无人机的最优侦查航迹进行求解为提高鸽群优化算法在求解目标排序问題中的效率,提出了一种离散化的鸽群优化改进机制仿真结果表明,侦查航迹优化算法在捉高任务完成度的同时具有很高的求解效率和准确性

基于改进鸽群优化的机器人自抗扰控制方法

海星朔,徐炳辉,任羿,崔京京 — 2019年07月10 00:00

提出一种基于演化博弈理论的鸽群优化算法( EGTPIO),用来自动调节自抗扰控制器(ADRC)的参数这种新的组合控制方法可以作为执行机构用来提高可变形地面移动机器人(DGMR)的性能EGTP1O不但保持了鸽群优化(PIo)的优点,而且通过演化博弈过程确定地图和指南针算子与地标算子的执行权重,有效降低局部最优概率,提升ADRC控制器的快速性和稳定性.仿真结果表明: EGTPIO在最优解数量、质量和收敛速度方面的优生使ADRC快速达到稳态,提高DGMR的机动性能

引入迷失探索与集群分裂机制的改进鸽群优化算法

尚志刚,王力,李蒙蒙,李志辉 — 2019年07月10 00:00

鸽群优化算法(Pigeon inspired optimization，PIO)作为一种新兴的优化技术，具有收敛速度快，精度高等优点，但其对于一些具有局部最优值的问题它的求解效果并不理想.将自然界中鸽群飞行时的迷失探索和集群分裂机制引入了原始鸽群优化算法，提出了一种迷失探索与集群分裂鸽群优化算法(Lost and split pigeon inspired optimization，LSPIO)，迷失探索机制的引用加强了算法的全局搜索性能，而集群分裂机制增加了种群多样性.本文选取9个标准测试函数进行算法性能评估，并与标准鸽群算法和粒子群算法进行对比，结果表明，LSPIO算法在保持良好收敛性质的同时可以有效的避免早熟问题，且提高种群多样性

基于CNN的非下采样剪切波域多聚焦图像融合

刘帅奇,王洁,安彦玲,李子奇,胡绍海,王文峰 — 2019年07月10 00:00

结合非下采样剪切波变换的时频分离优良特性,提出了一种基于CNN的NSST变换域图像融合算法。首先，对源图像进行NSST分解，其次对分解的低频系数进行基于卷积神经网络（CNN）的融合策略，然后对分解的高频系数进行基于向导滤波的改进加权的拉普拉斯能量和（SMLD）模取大融合策略，然后将根据不同融合规则融合后的频率系数进行NSST反变化获取输出的清晰目标图像。本文所提出的图像融合算法不仅使融合后的图像充分保留了相应源图像的低频整体信息特征和高频细节信息特征，而且提高了最终融合图像空间信息特征的连续性。实验结果充分表明，该图像融合方法不仅可以获得更利于人眼接受的视觉效果图，且充分有效的提高了融合图像的客观性能评价指标。

基于鸽群优化算法的图像分割方法研究

胡春鹤,王依帆,朱书豪,刘文定 — 2019年07月10 00:00

图像分割是一类需要在非线性参数空间中寻求最优解的有约束非线性优化问题.为提高此类优化问题的寻优精度，本文提出了一种基于鸽群优化算法的图像分割方法.首先以分割阈值为优化变量，将图像分割建模为以最大间类方差为优化目标，以像素概率分布有限为约束条件的非线性优化问题；随后，以随机的分割阈值作为迭代初值，采用鸽群优化算法（PIO）求解最优参数；最后，利用所得最优解作为最佳阈值实现图像分割.为验证本文方法的有效性，分别对具有两类不同特征的图片进行分割实验，并采用重叠度及时间效率对算法进行评估，进一步与PSO、KSW智能优化算法对比，结果表明本文算法重叠度最高，运算时间最短

离散差分进化算法求解共享单车调度问题

汪慎文,杨锋,徐亮,李美羽 — 2019年07月10 00:00

为了解决共享单车调度问题，设计了一种离散差分进化算法进行求解。系统的介绍了离散差分进化算法在面对共享单车调度问题时的解决方法，并针对调度问题改进了本身的变异算子、修补算子，提出了针对调度问题的一种针对离散变量及路径规划问题的新的变异方式以及修补方式，使得在算法的执行过程中能够对具体路径进行计算。结果表明，相比于贪心算法和蚁群算法，本文的算法解的质量较高且收敛速度较快，在共享单车调度等一系列的调度问题中具有一定的实用价值。

一种元启发式算法--海岛算法

马吉明,张嵩,苏日建,张国良,陈浩洋,山石姣 — 2019年07月10 00:00

在假设植物总量不变的情况下，海岛上植物的生长位置随着海平面的上升，其生长位置出现越来越集中于最高点的现象。受该现象启发，提出一种元启发式算法，即海岛算法（Island Algorithm IA）。海岛算法在每次迭代中包含三个阶段，淘汰阶段，海平面上升阶段，平衡阶段。通过对算法进行分析，找出算法的优势原因、算法特点及适合和不适合求解的函数的特点，并对算法的复杂度和鲁棒性进行分析。将算法应用于8个典型测试函数中，并在多个维度下，同经典的粒子群算法和蝙蝠算法进行比较。实验结果表明，该算法在计算具有某类特征的函数时，稍差于粒子群算法和蝙蝠算法；在其他测试函数的实验结果中，该算法在多个维度下，精度和鲁棒性均显著优于该两种算法，验证了算法的分析。

基于Duffing映射与遗传操作的图像加密方法

牛莹,张勋才 — 2019年07月10 00:00

本文提出了一种基于混沌系统和遗传操作的图像加密方案。首先，使用SHA-3算法计算明文图像的哈希值，作为混沌系统的初始值输入密钥。其次，利用混沌映射对初始条件的敏感性与伪随机性，迭代Logistic映射得到伪随机序列并生成希尔矩阵，对图像进行置乱与置换；再次，结合Duffing映射与DNA编码技术，利用遗传操作在位水平上，实现像素的选择、交叉与变异来完成像素的扩散与置乱，显著增加算法的破译难度。最后，通过与混沌序列进行双向异或运算，进一步增强算法的混淆和扩散特性。实验和安全性分析结果表明，该算法对密钥的敏感性强，能有效抵抗统计攻击和差分攻击等。具有很好的安全性和应用潜力。实现图像加密效果及性能得到显著提升.

用于指尖定位的多目标分布估计算法

刘可,巩敦卫 — 2019年07月10 00:00

在基于指尖的人机交互系统中，指尖中心的位置是非常重要的.通过求解指尖定位的多目标优化模型，能够得到多个指尖中心的位置.由于指尖像素点分布在指尖中心的附近，指尖定位优化模型的最优解分量也符合这一分布规律.求解指尖定位优化模型时，采用符合这一分布规律的分布估计算法，能够得到比较准确的结果.本文对指尖定位的分布估计算法进行研究，提出决策变量的维数、种群规模、最大采样方差、最小采样方差，是这一分布估计算法的主要参数. 实验结果表明：上述主要参数的取值存在最佳值；它们均取最佳值时，得到的指尖中心位置，优于已有方法的计算结果.

一种基于ODDT的FDES复合因果链层次化解耦方法

朱春峰,刘琦,李东坤,徐巍 — 2019年07月10 00:00

针对复杂系统结构中模糊因果关系与不精确的信息相耦合所产生的状态爆炸问题，本文提出一种基于ODDT的FDES复合因果链层次化解耦方法。该方法首先构造了一种用于在时间约束下复合因果链解耦的Petri网模型（TC-PPN），随后以合并状态信息和时序信息为基础，通过构造观测信息的时间约束图，以时间证据合并的方法分析离散事件在时间维度上的可观性，进而提出了FDES中复杂系统在时间维度上的模糊可观程度（Observable Degree in Dimensionality of Time，ODDT）概念及测量方法。最后根据全局状态的时间信息计算其可观程度，构造出一种基于ODDT的FDES复合因果链层次化解耦方法。

基于随机森林多目标粒子群算法的城市最优资本结构分析

李燕燕,杨昊天,曾玙璠 — 2019年07月10 00:00

城市资本结构是一个受到多因素交互影响的复杂问题.本文试图基于随机森林多目标粒子群算法构建多目标多因素影响下的城市最优资本结构模型，对城市资本结构状况进行剖析.首先利用随机森林的拟合回归特性，对历史数据进行拟合，从中找到历史数据特征之间的关系.随后采用多目标粒子群约束优化算法，根据已有的关系特征去寻找使目标同时达到最好效果的特征值，再根据这些效果最好的特征值从历史数据中寻找相关性最高的数据，从而分析出资本结构配置相对较优的城市以及年份.通过不断学习这些较优的结构配置，可以对各个城市的发展起到良好的借鉴作用

基于任务定价的空间众包绩效提升研究

邓少鸿,李玲,桂斌 — 2019年07月10 00:00

对众包这一新型分布式解决问题而言，提高众包绩效是急需解决的问题，而任务的定价策略与众包绩效的提升具有密切相关性。本文根据空间众包理论，提出等效任务代表点的概念，研究原有任务定价规律与任务密度、会员密度、会员平均信誉度、最邻近可达距离四个因素的关系。在此基础上从发包方、平台以及接包方三个角度出发，针对任务实现的四个步骤，分别建立了基于多目标规划的任务定价模型、会员动态抢单模型、任务分配模型以及任务完成概率预测模型。进而运用TOPSIS法计算不同方案的综合评价指数，排序选取最优任务定价方案。最后将优化后的方案与原方案进行对比，在保证发包方总成本尽可能低的情况下，平台任务完成率、会员个人平均收益以及单位信誉值转换的酬金均显著提高，即众包绩效得以提升。此结果验证了该模型的可行性与有效性，为众包平台的任务定价提供了借鉴与参考。

缠绕螺纹管螺旋折流板换热器流动与传热数值分析

王永庆,王芳芳,古新,王丹,熊晓朝 — 2019年07月10 00:00

缠绕螺纹管螺旋折流板换热器中换热管是将外螺纹管与光管螺旋折流板相结合的新型结枃.采用CFD分析软件 FLUEN『借助数值模拟方法,对缠绕螺纹管螺旋折流板换热器壳程传热机理进行分析,并与光管螺旋折流板换热器壳程特性进行对比.结果表明,折流板螺旋角为10°、15°、20°,壳程Re在2000~6000条件下,缠绕螺纹管螺旋折流板换热器较光管螺旋折流板换热器综合性能提升4.5%14.5%,传热系瑴提升4.27%~23.39%,温度场和压力场协同均较优

基于粒子群算法的水资源需求预测

龙志伟.肖松毅; 王晖; 周新宇;李伟 — 2019年07月10 00:00

针对南昌市未来水资源需求预测问题!提出了基于粒子群算法的水资源需求预测方法+以南昌市历史人口&经济和水量需求数据为基础!构造了线性&指数和混合预测模型!利用粒子群算法对预测模型进行优化以确定模型参数+仿真实验结果表明!种模型都能获得较好的预测精度!其中混合预测模型效果最好!预测精度达到97.71%