內容簡介
本書以解決工程問題為目的,針對人工蜂群最佳化算法套用於解決船舶工程、電力系統、信號處理、控制系統和新能源等領域的若干關鍵問題進行了深入研究和分析。本書是根據作者針對人工蜂群最佳化算法的以上套用進行深入研究並提出了自己的見解和思路編寫出來的。全書共10章,分為6個主題:基礎篇,包括第1章人工蜂群最佳化算法;船舶工程篇,包括第2章基於人工蜂群最佳化算法的船舶電力系統故障診斷方法和第3章基於人工蜂群最佳化機理的目標船舶方位估計方法;電力系統篇,包括第4章人工蜂群最佳化算法在諧波估計中的套用;信號處理篇,包括第5章基於人工蜂群最佳化機理的盲源有序分離算法,第6章人工蜂群最佳化算法在複數盲源分離中的套用和第7章人工蜂群最佳化算法在單通道周期性信號盲分離的套用;控制系統篇,包括第8章基於人工蜂群最佳化機理的
PID控制的AVR系統;新能源系統篇,包括第9章基於人工蜂群最佳化算法的太陽能電池模型參數的辨識和第10章基於
人工蜂群算法的孤島式混合能源系統最佳化配置方法。這些套用不僅有理論上的分析,還通過Matlab仿真實驗予以驗證。
圖書目錄
基礎篇
第1 章 人工蜂群最佳化算法 ............................................................................... 2
1.1 蜜蜂的覓食行為 ........................................................................................... 2
1.2 人工蜂群最佳化算法 ....................................................................................... 4
1.2.1 原型人工蜂群最佳化算法I ................................................................. 4
1.2.2 原型人工蜂群最佳化算法II ................................................................ 7
1.3 本書的內容與組織結構 ............................................................................... 9
1.3.1 本書的內容 ....................................................................................... 9
1.3.2 本書的組織結構 .............................................................................. 11
參考文獻 .............................................................................................................. 13
船舶工程篇
第2 章 基於人工蜂群最佳化算法的船舶電力系統故障診斷方法 ........................ 16
2.1 船舶電力系統故障診斷研究概況 ............................................................. 16
2.2 保護繼電器或
斷路器拒動情況的目標函式建立 ..................................... 17
2.2.1 船舶電力系統故障類型分析 ......................................................... 17
2.2.2 船舶電力系統故障診斷的目標函式 ............................................. 20
2.3 基於人工蜂群最佳化算法的船舶電力系統故障診斷方法 ......................... 37
2.4 仿真實驗分析 ............................................................................................. 38
2.5 本章小結 ..................................................................................................... 40
參考文獻 .............................................................................................................. 41
第3 章 基於人工蜂群最佳化機理的目標船舶方位估計方法 ............................... 43
3.1 船舶方位估計介紹 ..................................................................................... 43
3.2 目標船舶方位估計問題描述 ..................................................................... 44
3.3 基於人工蜂群最佳化機理的目標船舶DOA 方位估計 ............................... 46
3.4 仿真分析 ..................................................................................................... 47
3.5 本章小結 ..................................................................................................... 52
參考文獻 .............................................................................................................. 53
電力系統篇 .......................................................................................................... 55
第4 章 人工蜂群最佳化算法在諧波估計中的套用 ............................................. 56
4.1 諧波估計方法研究概況 ............................................................................. 56
4.2 諧波估計問題描述 ..................................................................................... 57
4.3 基於群智慧型最佳化算法的諧波估計 ............................................................. 58
4.3.1 相位的估計 ..................................................................................... 58
4.3.2 幅值的估計 ..................................................................................... 59
4.3.3 群智慧型最佳化算法 ............................................................................. 59
4.3.4 基於群體智慧型最佳化算法的諧波估計 ............................................. 64
4.4 仿真實驗分析 ............................................................................................. 65
4.4.1 無噪聲的諧波估計 ......................................................................... 66
4.4.2 有噪聲的諧波估計 ......................................................................... 69
4.5 本章小結 ..................................................................................................... 70
參考文獻 .............................................................................................................. 72
信號處理篇
第5 章 基於人工蜂群最佳化機理的盲源有序分離算法 ...................................... 76
5.1 盲源分離的基本概念 ................................................................................. 76
5.2 盲源有序分離問題描述 ............................................................................. 77
5.3 基於人工蜂群最佳化機理的盲源有序分離算法 ......................................... 80
5.3.1 PSO 算法 ......................................................................................... 80
5.3.2 DE 算法 ........................................................................................... 81
5.3.3 基於群體智慧型最佳化算法的盲源有序分離 ..................................... 83
5.4 仿真實驗分析 ............................................................................................. 84
5.5 本章小結 ..................................................................................................... 96
參考文獻 .............................................................................................................. 96
第6 章 人工蜂群最佳化算法在複數盲源分離中的套用 .................................... 100
6.1 複數盲源分離研究概況 ........................................................................... 100
6.2 複數盲源分離問題描述 ........................................................................... 101
6.3 改進的人工蜂群最佳化算法 ....................................................................... 103
6.4 基於ABC 最佳化的有序復值盲源分離算法 ............................................. 106
6.4.1 基於交叉驗證技術的複數源信號個數估計 ............................... 106
6.4.2 復值盲源抽取的代價函式 ........................................................... 107
6.4.3 基於ABC 最佳化的有序復值盲抽取算法 ...................................... 111
6.5 基於ABC 的欠定複數盲源分離算法 ...................................................... 113
6.6 仿真分析 .................................................................................................... 117
6.6.1 改進的ABC 算法最佳化性能的測試 .............................................. 117
6.6.2 基於ABC 最佳化的有序復值BSS 算法的仿真與分析 ................ 123
6.6.3 基於ABC 最佳化的欠定複數BSS 算法的仿真與分析 ................ 133
6.7 本章小結 ................................................................................................... 135
參考文獻 ............................................................................................................ 135
第7 章 人工蜂群最佳化算法在單通道周期性信號盲分離的套用 ...................... 138
7.1 單通道盲源分離介紹 ............................................................................... 138
7.2 單通道周期性信號盲分離問題描述 ....................................................... 139
7.3 周期性混合信號的單通道盲分離算法 ................................................... 140
7.3.1 希爾伯特變換 ............................................................................... 140
7.3.2 基於交叉驗證技術的階數估計 ................................................... 141
7.3.3 利用人工蜂群最佳化算法的基頻和源數估計 ............................... 142
7.3.4 基於
自適應濾波的諧波幅值估計 ............................................... 143
7.4 仿真分析 ................................................................................................... 145
7.5 本章小結 ................................................................................................... 149
參考文獻 ............................................................................................................ 150
控制系統篇
第8 章 基於人工蜂群最佳化機理的PID 控制的AVR 系統 .............................. 154
8.1 AVR 系統和PID 控制器的介紹 .............................................................. 154
8.2 AVR 系統模型 .......................................................................................... 155
8.3 基於人工蜂群最佳化機理的PID 控制的AVR 系統 ................................. 158
8.3.1 PID 控制的AVR 系統 .................................................................. 159
8.3.2 基於人工蜂群最佳化機理的PID 控制的AVR 系統 ..................... 159
8.4 仿真分析 ................................................................................................... 161
8.4.1 最佳化算法測試 ............................................................................... 161
8.4.2 基於人工蜂群算法最佳化的PID 控制的AVR 系統的仿真與
分析 ............................................................................................... 163
8.5 本章小結 ................................................................................................... 167
參考文獻 ............................................................................................................ 167
新能源系統篇
第9 章 基於人工蜂群最佳化算法的太陽能電池模型參數的辨識 ...................... 170
9.1 太陽能電池模型辨識原理介紹 ............................................................... 170
9.2 太陽能電池模型辨識問題描述 ............................................................... 172
9.2.1 單二極體等效模型 ....................................................................... 172
9.2.2 雙二極體等效模型 ....................................................................... 173
9.3 基於人工蜂群最佳化算法的太陽能電池模型參數的辨識 ....................... 174
9.4 仿真分析 ................................................................................................... 175
9.5 本章小結 ................................................................................................... 184
參考文獻 ............................................................................................................ 185
第10 章 基於人工蜂群算法的孤島式混合能源系統最佳化配置方法 ................ 187
10.1 混合能源系統配置最佳化方法研究概況 ................................................. 187
10.2 孤島式光伏/風/柴油機/儲能混合能源系統描述 .................................. 188
10.2.1 光伏發電子系統 ......................................................................... 189
10.2.2 風機系統 ..................................................................................... 189
10.2.3 電池組儲能系統 ......................................................................... 189
10.2.4 柴油機 ......................................................................................... 190
10.3 基於人工蜂群算法的孤島式混合能源系統最佳化配置方法 ................. 191
10.3.1 目標函式 ..................................................................................... 191
10.3.2 基於人工蜂群算法的孤島式混合能源系統最佳化配置方法的
實現 ............................................................................................. 192
10.4 仿真實驗分析 ......................................................................................... 193
10.5 本章小結 ................................................................................................. 200
參考文獻 ............................................................................................................ 200
後記 ............................................................................................................... 202