序列二次规划法

摘要： 针对多操纵面飞机舵面偏转角与力矩系数之间的非线性问题,提出一种改进粒子群算法(particleswarm optimization,PSO)和序列二次规划算法(sequential quadratic programming,SQP)相结合的方法来解决非线性控制分配问题。以飞翼模型为对象,对模型舵效进行分析,在舵效非线性的情况下,采用拟合函数的方法来表示舵效的非线性;对粒子群算法进行改进,采用拟牛顿法及线搜索方法对序列二次规划方法进行改进,并对改进后算法的拟合效果进行比较;在线性舵效与非线性舵效下进行仿真对比,验证了算法的有效性。仿真结果表明:该算法能提高粒子群算法的全局搜索能力,保证分配的准确性。

摘要： 为缓解城市交通拥堵,合理规划城市道路路侧停车泊位。在求解区域内路侧停车需求的同时,提出泊位设置方案,使路网通行能力达到最大。首先对研究区域停车现状进行调查,测算出路侧停车需求量;然后基于道路条件、交通量与基本通行能力之比v/c和道路距周边居民区距离3个条件,确定区域内符合设置路侧泊位的道路优先级;最后基于设置路侧停车泊位后道路通行能力和道路优先级,以路网通行能力最大为目标函数,以道路可容纳最大路侧停车泊位为约束条件,构建路网通行能力模型,使用序列二次规划法计算出各条道路应规划的停车泊位数量。采用VISSIM在平峰交通量和高峰交通量条件下对研究区域路网进行仿真,选取总停车延误、停车次数、车均延误、总延误时间和总行程时间5个指标,对路侧停车泊位设置方法的延误进行比较。研究结果表明,与传统路侧泊位设置方法对比,路网通行能力模型延误低于常规设置方案,有效降低了设置路侧停车泊位对道路通行能力的影响。

摘要： 在白车身概念设计阶段,通过车身拓扑优化技术考虑车身的载荷传递路径,用于指导车身上下车体结构设计及布置,再结合隐式参数化建模技术,建立全参数化白车身模型,在保证车身性能的前提下,采用多学科优化方法寻找下车体横纵梁截面尺寸、位置及厚度等,并对初始设计车身进行可行性减重,采用响应面模型对车身弯扭刚度进行优化,然后采用序列二次规划算法结合多学科协同优化对车身结构进行多目标优化设计,获取Pareto最优化解集,研究结果表明:在确保车身弯扭刚度等性能满足要求的前提下,实现车身下车体减重4 kg,表明在概念设计阶段,结合拓扑优化与参数化优化对白车身下车体结构进行布置优化及减重具有可行性。

摘要： 光伏发电电解水制氢能够进一步提高光伏发电利用率,针对光伏制氢系统需工作在较宽范围输出电压的特点,提出一种基于多谐振变换器的直流耦合光伏制氢系统,能够满足氢能的高效制取。分析多谐振变换器的工作原理,引入序列二次规划法对多谐振变换器进行参数设计,解决多谐振变换器参数设计较为复杂的问题。在此基础上设计试验样机,并在试验样机对设计参数进行验证,验证结果表明:基于多谐振变换器的光伏制氢系统硬件电路参数设计合理,能满足变换器宽增益(输出电压200~650 V)、高效率(97.24%)的需求,降低了变换器因无功功率循环而造成的损耗,提高了光伏制氢效率。

摘要： 在过往开发流程中,车身概念设计阶段,白车身性能得不到充分验证,若在概念设计阶段结合SFE进行车身优化,以仿真驱动设计,在白车身概念设计阶段就介入到车身性能评估,让车身在详细设计前就拥有比较好的弯扭刚度等性能.基于此,采用SFE-Concept建立了白车身概念设计阶段全参数化模型,通过筛选下车体结构更改地板下横梁,设计变量包含横梁厚度、横梁位置以及横梁截面形状3个维度,根据3个维度的变量进行试验设计(DOE),然后实现响应面近似模型的自动生成和验证.最终,采用序列二次规划法(SQP)进行优化,得到妥协解集,最终比较不同的解集,选取白车身质量最小的解作为优化解,优化后白车身下车体质量减轻3.64 kg.

摘要： 针对某输油管道,以总能耗费用最低为目标,以输量约束、温度约束、压力约束、站场加热能力约束、站场的加压能力约束、输油泵工作性能约束和加热炉加热能力约束为约束条件,建立优化数学模型.并针对该模型的特点,采用序列二次规划法进行求解.优化结果表明,优化后总燃油费降低了46.7％,总电费增加了12.3％,总费用节省了19.8％,优化效果显著.

摘要： 为了寻求更优更高效的游梁式抽油机的优化设计方法,以游梁式抽油机CYJ3-1.5-6.5HB为例,以曲柄扭矩因数为目标函数,用序列二次规划法和遗传算法分别进行优化设计,通过对比分析得出采用序列二次规划法的优化结果比遗传算法的优化结果更优,过程更高效的结论.

摘要： 悬架的关键部件如横向稳定杆、橡胶衬套和弹簧等,常因材料和制造工艺的不稳定导致悬架系统的刚度出现波动,对车辆平顺性和操稳性品质产生影响。以麦弗逊前悬架为研究载体,将零部件的刚度特性变化作为噪声变量,将硬点坐标值作为设计变量,采用二次响应面法建立了高精度的近似模型。基于同样的约束条件,采用序列二次优化算法,分别对悬架的硬点进行确定性以及稳健性优化设计,并用蒙特卡罗模拟对各自的优化结果进行稳健性分析。仿真计算结果表明:基于6σ的稳健性优化设计不仅使悬架的性能得到优化而且在可靠性水平方面更有优势。

摘要： 针对含分布式电源的智能配电系统,提出了一种考虑发电机与负荷静特性的基于二次序列规划法的配电网柔性潮流算法.本文算法首先对带二阶项的配网潮流方程进行修正以体现发电机与负荷静特性,进一步地将潮流方程的求解问题转化为一个非线性约束优化问题,利用序列二次规划法求解,充分利用了带二阶项配网潮流算法计算精度高,序列二次规划法收敛性好的特点.与常规的配电网潮流算法相比,基于二次序列规划的配电网柔性潮流不需要设置各节点的节点类型,除了可以得到各节点的电压的幅值与相位信息,还能计算出系统的频率信息以及发电机与负荷的实际功率,其模型与求解结果更符合电力系统工程实际.本文以改进的IEEE33节点系统为算例验证了算法的有效性.

摘要： 研究在射程给定的条件下,火箭弹最短飞行时间弹道的优化问题.基于火箭弹纵向平面内运动模型,以飞行时间作为性能指标,以射角、滑翔攻角作为优化变量,以射程作为自变量,建立最短飞行时间弹道优化模型,采用序列二次规划法进行求解.数值仿真结果表明,经优化的滑翔弹道平直,其最短飞行时间弹道可作为方案弹道以实现对目标的快速打击,能为炮兵实际作战提供指挥与控制依据.

摘要： 针对梯度优化算法易于陷入局部最优解和智能算法优化效率低等问题,本文提出了一种基于试验设计和梯度算法的组合优化策略,并选择拉丁超立方设计和序列二次规划法进行组合.首先采用拉丁超立方设计方法在设计空间中进行采样,然后在样本中选取函数最小值,并将其所对应的输入变量值作为序列二次规划法的初值进行优化求解.选择两个多模态函数算例和机床主轴多目标工程优化实例进行验证,并与模拟退火、遗传算法和粒子群算法等智能优化方法比较,显示本文所提出的方法可高效解决复杂优化问题,避免梯度法陷入局部解,并进一步提升了梯度法的优化效率.

摘要： 对基于无网格再生核质点法(RKPM)的线弹性体结构拓扑优化进行了研究.以虚密度作为设计变量,引入势阱函数,构造以结构的柔度和势阱函数作为优化的目标函数.同时显式表达虚密度与材料弹性模量之间的对应关系,并通过引入势阱函数,使中间密度值向0/1两端聚集.在RKPM框架下进行了灵敏度分析,采用了序列二次规划法(SQP)作为优化算法进行了优化.

摘要： 本文基于可控串联补偿器(TCSC)和可控移相器(TCPS)的功率注入模型，在建立的计及TCSC和TCPS 最大输电能力(TTC)计算模型基础上，采用序列二次规划法对其进行求解。考虑到确定配置位置的重要性，提出以最小奇异值与FACTS控制参数的灵敏度作为指标，选择最优配置位置，对IEEE30节点系统进行的仿真结果表明方法的有效性。

摘要： 灵活输电系统(FACTS)技术是提高电网输电能力的有效手段.本文采用可控串联补偿器(TCSC)和可控移相器(TCPS)的功率注入模型,在建立的计及TCSC和TCPS最大输电能力(TTC)的最优潮流计算模型基础上,运用序列二次规划法对其进行求解.考虑到确定FACTS配置位置的重要性,提出以最小奇异值与FACTS控制参数的灵敏度作为指标,选择最优配置位置,对IEEE30节点系统进行的仿真结果表明方法的有效性.

摘要： 在火箭发动机喷管的型面优化及性能预估中,采用了一种基于计算流体力学(CFD)的优化方法,其中的CFD计算软件采用了有限体积形式的隐式LU分解方法对二维和轴对称N-S方程组及组分输运方程组进行了求解。数值模拟的结果同已有的实验数据和计算结果进行了对比,显示了该软件对于火箭发动机喷管内流场的计算具有很高的效率。使用了三种不同的优化算法(序列二次规划法,遗传算法和交叉算法)对轴对称的喷管型面进行了优化设计,对目标喷管的一维、二维、无粘、有粘、冻结流和化学反应流的流场进行了数值计算,并从喷管的摩擦损失,化学非平衡损失和非轴向损失三个方面对喷管推力提高的原因进行了分析比较,研究结果表明:采用三种优化方法得出的不同型面的喷管推力都有了明显的提高。

摘要： 研究了并联涡轮冲压组合发动机模态转换控制问题.提出了基于加权灰色关联分析的模态转换点设计方法和基于序列二次规划方法的模态转换控制方法.选择涡轮基和冲压基在各包线点影响发动机性能的重要参数组成参评序列,并根据标准拟定评价序列,通过加权灰色关联方法对参评序列与评价序列之间的灰色关联度进行分析,完成模态转换点的设计.根据推力连续的准则,通过序列二次规划方法对模态转换过程的控制参数进行优化,设计模态转换过程的控制规律.最终通过全数字仿真、硬件在回路仿真以及半物理模拟试验验证了本文设计方法的有效性和正确性.

摘要： 研究了并联涡轮冲压组合发动机模态转换控制问题.提出了基于加权灰色关联分析的模态转换点设计方法和基于序列二次规划方法的模态转换控制方法.选择涡轮基和冲压基在各包线点影响发动机性能的重要参数组成参评序列,并根据标准拟定评价序列,通过加权灰色关联方法对参评序列与评价序列之间的灰色关联度进行分析,完成模态转换点的设计.根据推力连续的准则,通过序列二次规划方法对模态转换过程的控制参数进行优化,设计模态转换过程的控制规律.最终通过全数字仿真、硬件在回路仿真以及半物理模拟试验验证了本文设计方法的有效性和正确性.

摘要： 研究了并联涡轮冲压组合发动机模态转换控制问题.提出了基于加权灰色关联分析的模态转换点设计方法和基于序列二次规划方法的模态转换控制方法.选择涡轮基和冲压基在各包线点影响发动机性能的重要参数组成参评序列,并根据标准拟定评价序列,通过加权灰色关联方法对参评序列与评价序列之间的灰色关联度进行分析,完成模态转换点的设计.根据推力连续的准则,通过序列二次规划方法对模态转换过程的控制参数进行优化,设计模态转换过程的控制规律.最终通过全数字仿真、硬件在回路仿真以及半物理模拟试验验证了本文设计方法的有效性和正确性.

摘要： 本发明涉及一种基于粒子群与序列二次规划结合的推力分配方法，其技术特点在于：包括以下步骤：步骤1、推力分配单元从控制器获得当前控制器三轴指令，包括纵向力、横向力和艏摇力矩；步骤2、建立动力定位系统推力分配模型；步骤3、建立推力分配问题的目标函数和约束条件；步骤4、应用粒子群与序列二次规划相结合的寻优方法对推力分配问题进行求解。本发明在充分考虑粒子群算法与序列二次规划算法优缺点的基础上，将两者结合，使得两者的缺点能够得到有效的弥补，大大提高了算法的全局寻优性能，能够快速有效地解决动力定位系统推力分配问题，具有很高的实用价值。

摘要： 本发明属集成电路半导体制造技术领域，涉及化学机械抛光工艺哑元填充方法。本发明方法为一种统一的、不进行模型近似的哑元填充方法，应用序列二次规划方法对哑元填充问题进行直接求解，可获得高质量的哑元填充结果。本发明在具体实现中提出了一种在确定哑元位置前估算交叠面积的方法，用于提高优化效率。本方法能够在可以承受的运行时间下，对复杂的哑元填充目标作优化，得到质量较高的哑元填充方案，且能良好地通过并行计算进行加速，应用于解决大规模版图哑元填充问题。

摘要： 本发明涉及一种基于序列二次规划的三坐标雷达赋形方向图设计方法，主要解决现有赋形方向图设计方法没有同时兼顾主瓣波动与旁瓣抑制、设计时间较长等问题。其实现过程是：1.设定期望方向图，设定方向图波动上限与下限；2.设定主瓣权重与旁瓣权重；3.产生多组随机相位权，并利用交替投影算法优化得到初始相位权；4.利用序列二次规划得到多组优化相位权；5.从多组优化相位权中选择最优权。本发明可以在一定程度上控制主瓣波动电平，同时可以抑制旁瓣电平，优化效率较高，具有工程实用性。

摘要： 本发明涉及天线优化领域，具体涉及一种基于序列二次规划算法的天线结构设计方法，获取射频识别系统中的相关参数，根据该相关参数设置天线结构参数，且将该天线结构参数作为优化变量，该相关参数包括芯片参数、天线限制参数和工艺参数；构建基于优化变量的目标函数和约束条件，采用序列二次规划算法进行求解，使目标函数逐步收敛到最优解处，并输出天线结构参数的优化结果。本发明通过设计一种天线结构设计方法，根据射频识别系统中的相关参数计算出最优化的天线结构参数，改变射频标签天线在设计与生产方面的劣势，以及缩短天线的设计时间、提高设计效率、降低天线的成本、提高天线的性能，使快速设计低成本和更容易设计出高性能的天线。

摘要： 本申请提出了基于序列二次规划的超导磁共振磁体被动匀场优化方法及其应用，包括以下步骤：对超导磁共振磁体进行被动匀场，通过单位厚度铁磁材料对DSV表面上的每个测量点磁场贡献的数值构建灵敏度矩阵，该灵敏度矩阵的维数为测量点数量x匀场盒数量，其中匀场区内设于多个匀场盘，每个由多个匀场盒组成，每个匀场盒用于放置铁磁材料；基于灵敏度矩阵和被动匀场后的磁场峰峰场不均匀性建立数学模型；采用序列二次规划算法优化该数学模型，以使得数学模型中磁场均匀度被优化至最小。本申请可以进一步提高静磁场均匀性和消耗更少的铁片总质量。

摘要： 本发明属集成电路半导体制造技术领域，涉及化学机械抛光工艺哑元填充方法。本发明方法为一种统一的、不进行模型近似的哑元填充方法，应用序列二次规划方法对哑元填充问题进行直接求解，可获得高质量的哑元填充结果。本发明在具体实现中提出了一种在确定哑元位置前估算交叠面积的方法，用于提高优化效率。本方法能够在可以承受的运行时间下，对复杂的哑元填充目标作优化，得到质量较高的哑元填充方案，且能良好地通过并行计算进行加速，应用于解决大规模版图哑元填充问题。

摘要： 本发明涉及一种基于粒子群与序列二次规划结合的推力分配方法，其技术特点在于：包括以下步骤：步骤1、推力分配单元从控制器获得当前控制器三轴指令，包括纵向力、横向力和艏摇力矩；步骤2、建立动力定位系统推力分配模型；步骤3、建立推力分配问题的目标函数和约束条件；步骤4、应用粒子群与序列二次规划相结合的寻优方法对推力分配问题进行求解。本发明在充分考虑粒子群算法与序列二次规划算法优缺点的基础上，将两者结合，使得两者的缺点能够得到有效的弥补，大大提高了算法的全局寻优性能，能够快速有效地解决动力定位系统推力分配问题，具有很高的实用价值。

摘要： 本发明涉及一种基于序列二次规划的三坐标雷达赋形方向图设计方法，主要解决现有赋形方向图设计方法没有同时兼顾主瓣波动与旁瓣抑制、设计时间较长等问题。其实现过程是：1.设定期望方向图，设定方向图波动上限与下限；2.设定主瓣权重与旁瓣权重；3.产生多组随机相位权，并利用交替投影算法优化得到初始相位权；4.利用序列二次规划得到多组优化相位权；5.从多组优化相位权中选择最优权。本发明可以在一定程度上控制主瓣波动电平，同时可以抑制旁瓣电平，优化效率较高，具有工程实用性。

摘要： 本发明涉及一种配电网柔性潮流算法，尤其涉及一种基于序列二次规划法的配电网柔性潮流算法，本发明创造性地将发电机与负荷静特性与保留二阶项的配电网潮流方程有机地结合在一起，形成了计及发电机与负荷静特性的保留二阶项的配电网潮流方程。在对以上潮流方程的求解上，本发明采用将该潮流方程的求解问题转化为一个含非线性约束的数学优化问题并用二次序列规划法进行求解。本发明结合工程实际，既能求出常规配电网潮流算法可以得到的节点电压相量，也能求得系统频率以及发电机、负荷的实际功率。相较于常规潮流算法，本发明不再需要设置各类节点类型，计算收敛性好而且计算精度更高，更符合实际配电网实际。

摘要： 本发明涉及一种配电网柔性潮流算法，尤其涉及一种基于序列二次规划法的配电网柔性潮流算法，本发明创造性地将发电机与负荷静特性与保留二阶项的配电网潮流方程有机地结合在一起，形成了计及发电机与负荷静特性的保留二阶项的配电网潮流方程。在对以上潮流方程的求解上，本发明采用将该潮流方程的求解问题转化为一个含非线性约束的数学优化问题并用二次序列规划法进行求解。本发明结合工程实际，既能求出常规配电网潮流算法可以得到的节点电压相量，也能求得系统频率以及发电机、负荷的实际功率。相较于常规潮流算法，本发明不再需要设置各类节点类型，计算收敛性好而且计算精度更高，更符合实际配电网实际。