离散变量

摘要： 基于等几何分析框架,采用离散变量优化算法,针对平面问题展开拓扑优化方法研究.在等几何分析框架内引入了离散变量优化算法,使得所提出的拓扑优化方法结合了两者的优势:一方面等几何分析允许曲边单元存在,另一方面离散变量优化计算所得到的单元只存在0/1(白/黑)两个状态,因此所得优化结果在整体上更加清晰、在局部上更加光滑.此外,针对等几何曲边单元,采用了基于Helmhöltz方程的隐式过滤方法,保证了过滤效果,节省了计算量.在给出了算法实现的关键细节后,通过数值算例展示了方法的效果,验证了方法的有效性.

摘要： 基于离散渐进结构拓扑优化方法,优化了岸桥门框支撑斜杆布局。对于研究的岸桥刚架结构,给定一个初始基结构,该基结构由若干杆件及节点组成,每个节点由若干杆件交汇而成。根据渐进结构优化法,研究给定设计域离散变量(杆件)单向删减操作,形成具有较低应变能的拓扑结构算法。应用离散杆系单元单向删减策略,在4种典型工况下,对岸桥门框基结构进行拓扑优化,给出斜撑的合理布局。

摘要： 采用鹰策略优化算法处理钢筋混凝土肋梁楼盖优化问题,包括普通楼板和地下车库顶板的优化.对于不同的柱网情况,在满足相应约束条件的情况下,以造价为目标函数,得出最优的梁平面布置方式、梁板的最优截面尺寸及对应配筋.结合国家规范,对一个8 m×6 m柱网的车库顶板及普通楼板的梁板结构布置分别进行整体优化,优化效果良好,可应用于实际工程.

摘要： 针对传统离散变量优化方法存在的目标函数测算次数多、收敛性不佳等问题,借鉴边际优化理论和模式搜索算法,设计了一种基于改进边际优化的离散变量优化设计算法.借鉴边际效用优化原理,通过引入周围单位步长空间的概念,在初始点选择、边际增量设计、禁忌搜索策略等方面进行了改进,并设计了变异操作以跳出局部最优.实例分析表明,所提算法能够快速准确地收敛到局部最优解,实现以尽可能少的目标函数测算得到问题的满意解或最优解,适合于求解高维离散变量优化问题和仿真优化问题.

摘要： 研究发现,运用常规的离散变量复合形法,虽然能求解多变量有约束的桥梁静载试验优化布置问题,但是当约束变量较多时,用复合形求解车辆布置问题,容易陷入"死循环",难以收敛到最优解.为此,文章对离散变量复合形法做了适当的改进,以提高离散复合形法在布载试验中的运算效率.

摘要： 采用鹰策略优化算法处理钢筋混凝土肋梁楼盖优化问题,包括普通楼板和地下车库顶板的优化.对于不同的柱网情况,在满足相应约束条件的情况下,以造价为目标函数,得出最优的梁平面布置方式、梁板的最优截面尺寸及对应配筋.结合国家规范,对一个8 m×6 m柱网的车库顶板及普通楼板的梁板结构布置分别进行整体优化,优化效果良好,可应用于实际工程.

摘要： 文中针对履带起重机复杂的桁架结构,提出了非均匀离散变量优化策略与非线性力学分析相耦合的协调优化新方法.首先,考虑设计参数之间的协调关系,在离散变量直接搜索方法中嵌入变量协调条件;再耦合结构非线性有限元分析,为优化了提供结构性能隐式约束条件;形成适合工程结构快速优化的一种新的优化方法.最后,以多种类型参数为设计变量对桁架结构工程实例进行了优化.文中优化的动臂充分利用了材料的承载能力,表明将离散变量优化策略与结构非线性有限元分析相结合的复杂桁架结构优化方法是有效的,该方法可解决设计变量较多的大规模结构优化工程问题.

摘要： 为了解决传统多尺度网络流量预测方法预测精度较低的问题,提出一种基于离散变量的多尺度网络流量短期预测方法.首先,将离散变量引入到多尺度网络流量中,分析其在流量预测中的统计规律,得到逼近数值与近似数值两组函数.其次,结合逼近信号和细节信号获取多尺度网络的初始流量,采用ARMA模型对初始流量进行线性预测,构建短期流量预测模型,完成流量的短期预测.最后求解平均相对误差精度值,实现流量短期预测结果的校验.仿真结果表明,所提方法能够有效提高预测精准度,并拥有较强的实时性和鲁棒性,应用前景更好.

摘要： 集成光学芯片技术的快速发展,对量子密钥分发设备的商用起到了促进作用,因而有必要研究一种务实的量子密钥分发所用的芯片器件发展路径.分析了用量子密钥分发的集成光学芯片的学术界和工业界研究进展,重点介绍了基于硅基光电子平台和三五族光电子平台上的相关研究进展,并对量子密钥分发被集成光学芯片技术赋能后的产品形态给出了观点.

摘要： 集成光学芯片技术的快速发展,对量子密钥分发设备的商用起到了促进作用,因而有必要研究一种务实的量子密钥分发所用的芯片器件发展路径。分析了用量子密钥分发的集成光学芯片的学术界和工业界研究进展,重点介绍了基于硅基光电子平台和三五族光电子平台上的相关研究进展,并对量子密钥分发被集成光学芯片技术赋能后的产品形态给出了观点。

摘要： 实际工程中存在大量的离散变量优化问题,基于MSC Nastran优化框架实现新的离散变量算法,有利于新算法本身的推广应用和解决大规模的实际复杂工程问题.通过修改MSC Nastran输入文件的方法实现离散变量的优化算法——GSFP算法.GSFP是基于广义形函数的离散变量优化算法,它将离散变量优化问题转化成连续变量优化问题,通过惩罚等措施使得最优设计结果最终收敛到离散解,该方法能够解决大规模的实际离散变量优化问题.最后以桁架截面选型优化为应用背景,给出GSFP算法实现的基本原理和方法.

摘要： 在解决离散变量结构优化问题时通常引入映射函数将其转换成连续化问题进行求解,而映射函数的作用是对设计变量取离散点之间值时进行惩罚.然而,在连续化过程中,映射函数中惩罚系数的选取比较困难,选取不当时会使得优化结果不合理.针对该问题,该文提出了一种新的自适应连续化阶梯函数离散变量优化方法,构造了一个综合考虑目标函数与惩罚程度的函数作为强化学习中的评价标准,利用该评价标准建立强化学习的立即奖赏值,迭代过程不同形状的阶梯函数的选择会产生不同的立即奖赏值,通过这些奖赏值而不断地学习,累积经验,使得每一步迭代产生合适的立即奖赏值,从而保证迭代过程中评价标准的值比较理想,得到在每一次迭代中最优的惩罚系数值,实现了在每个迭代步中可以自动地选择惩罚系数,把不变连续化阶梯函数转换成了一个可自动改变的连续化阶梯函数.最后通过十二杆桁架结构和二十七杆桁架结构两个算例验证了该方法的有效性.

摘要： 异型网架结构具有受力复杂、杆件数量多和结构参数相关性强等特点,导致该类结构的优化分析一直是研究的难点.从异型网架结构的几何特征和受力特点出发,以异型网架结构重量最轻为优化目标,提出适合于异型网架结构的分级优化模型,即第一级基于网架结构的局部约束,进行满足杆件强度和稳定的截面优化;第二级基于网架结构的整体约束,完成结构位移和整体稳定优化.并将离散变量优化和相对差商法进行结合,给出了适应于异型网架结构分级优化的计算方法.基于上述研究成果,应用ANSYS软件及其参数化语言,编制了异型网架结构的分级优化程序.以某实际工程为研究对象,通过与网架设计通用软件MST的计算结果比较,表明并验证了异型网架结构分级优化方法的有效性.

摘要： 组合优化问题优化问题可以分为两类:一类是连续变量的问题,另一类是离散变量的问题,后者称为组合优化问题.组合优化问题的任务:从一个有限或可数无限集里,寻找一个使得目标函数最优的对象——典型地包括:一组赋值,一个集合,一个排列.组合优化问题随处可见,具有很强的工程代表性应用.

摘要： 作为一种控制参数较少的智能优化方法,骨干微粒群优化算法已被用于各类连续变量的优化问题。将骨干微粒群优化算法用于处理具有离散变量的多项目选址问题,提出一改进的骨干微粒群优化算法,给出微粒编码、适应值评价和微粒位置更新等关键算子。最后,通过优化8 项目10位置选址实例, 与两种代表方法进行比较,验证了该方法的有效性。

摘要： 针对染色工艺优化设计，存在周期长、成本高、无法精确定量的问题，以生产成本最小化为优化目标，构造染色工艺优化设计的数学模型。从模型可知，染色工艺优化问题是一个具有大量局部极小值、不连续、多变量、多约束的复杂优化问题。粒子群(PSO)算法是一种基于群体智能的启发式算法。它具有简单易行、收敛速度快、优化效率高、对种群规模不十分敏感、鲁棒性好等特点，能方便地被用于求解带离散变量、不连续、多变量、多约束、非线性的复杂优化问题中。因而，提出粒子群算法来求解染色工艺优化模型。考虑到粒子群算法(PS0)易陷入局部最优解的局限性，提出一种基于改进惯性权重粒子群算法。该方法通过引进指数因子改进标准粒子群算法的惯性权重，平衡了其全局和局部搜索能力，在速度和精度上满足了计算要求。仿真结果表明，在满足实际生产要求的条件下，该方法优化后的生产成本节约了25%。证明该优化模型及算法是一种可行而有效的方法，对生产成本的预测以及染色工艺参数的制定具有指导意义。

摘要： 本文提出了一种处理含离散变量的电力系统无功优化问题的光滑化模型，并应用现代内点法进行求解。所提方法先将变压器抽头和电容器投切组数当作连续变量处理，进行无功优化计算，快速寻求离散变量的激活点；再以所得的结果作为初始解，引入sigmoid函数对离散变量进行光滑化处理，实现精确求解含离散变量的电力系统无功优化问题。经过对14至1047节点的测试系统的计算表明，所提方法能快速有效地处理离散变量，更好地求解大规模系统无功优化问题。

摘要： 对于连续体结构拓扑优化问题，本文指出：其最大求解困难除因0-1离散变量的本质造成，更因为目标函数、约束条件在理论上无法建立同0-1拓扑变量的直接联系。ICM(独立-连续-映射)方法解决了这一困难：用阶跃函数构筑了0-1变量与单元具体物理量或几何量联系的桥梁；将其逆函数(我们称之为跨栏函数)代入具体的优化表达式中，就可以显化拓扑优化模型与0-1变量的关系；其中跨栏函数用其逼近函数--过滤函数代替之，于是，不可微的结构拓扑优化规划就被可微化；进而可调常用的光滑算法进行有效的求解了。在磨光函数和过滤函数分别逼近阶跃函数和跨栏函数的同时，传统的0-1拓扑离散变量扩展为[0，1]区间上的连续变量了。由于许用应力、杨氏模量、密度等材料性质被过滤函数识别，因而产生了相应的单元全程性质的概念，同理定义了单元全程几何参数的概念。基于ICM方法，利用单元全程许用应力，可以便捷地推导出结构拓扑优化应力奇异问题的ε-松弛解法的公式。提出了抛物型凝聚函数，证明了相关的定理，并且用于应力凝聚化处理的拓扑优化问题求解。另外，数值算例表明本文方法是有效的。

摘要： 本文对快速多极方法作一概念性的描述，该方法用来评估具有源分布的卷曲核函数，分别考虑了非振动核情形以及振动核情形。对于非振动核情形，概述了由Greengard和Rokhlin提出的经典快速多极方法的主要思想；对于振动核情形，介绍了最近由Engquist和Ying所发展的定向快速多极方法。

摘要： 本文对快速多极方法作一概念性的描述，该方法用来评估具有源分布的卷曲核函数，分别考虑了非振动核情形以及振动核情形。对于非振动核情形，概述了由Greengard和Rokhlin提出的经典快速多极方法的主要思想；对于振动核情形，介绍了最近由Engquist和Ying所发展的定向快速多极方法。

摘要： 本发明公开了一种跨介质下设备无关及离散调制连续变量量子密钥分发系统，由受信任的中间方通过离散调制制备八态量子态，经光子减法运算后分别发送给爱丽丝和鲍勃，爱丽丝和鲍勃分别对接收到的量子态解调和零差探测，在有效距离内建立安全密钥。本发明将提升自由空间下连续变量量子密钥分发技术，由信任的中间方制备并发送量子态，使其系统具备设备无关性，确保通信安全性；光子减法操作可以提升量子间纠缠度从而提升传输距离；零差探测可以有效的过滤外界对光信号的干扰，实现即使对光信号有一定的影响也能很好的得到检测结果。本方案面向空气‑水信道下的设备无关性，利用离散调制连续变量量子密钥分发，为量子在自由空间通信带来更多实用性。

摘要： 本发明涉及量子密钥分发领域，公开了一种离散调制连续变量量子密钥分发态调制和密钥映射方法，包括：发送端在八个相干态的单环星座或十二个相干态的双环星座中随机选择一个态并经由量子信道发送至接收端，接收端对接收到的量子态进行外差探测并将相空间分为八个区域或十二个区域，根据探测结果所在的区域，将结果映射为相应的离散化值，得到原始密钥串；经过数据纠错，私密放大程序得到安全的密钥。本发明方法可以提高离散调制连续变量量子密钥分发的密钥率。通过制备较少数目的相干态，实现接近于高斯调制情形下的密钥率，有效降低了对源端量子态制备的复杂度，简化了数据后处理过程，有助于在城域范围实现高速、低成本的连续变量量子密钥分发。

摘要： 本发明公开了一种基于离散多变量灰色预测的电力预测系统，通过构建基于区间灰数矩阵形式的离散多变量灰色预测IDMGM(1，m)模型，融合变量下界值、中间值和上界值三个边界之间不同的发展趋势，推导出时间响应式及区间灰数的模拟值和预测值,将IDMGM(1，m)模型应用于电力预测系统中，对发电量和用电量进行预测，提高了电力预测系统的预测精度。

摘要： 本发明涉及脱苯塔顶温度控制领域。一种串级定宽多变量解耦离散调控脱苯塔顶温度系统，通过PLC实现，包括输入接口设计、输出接口设计、中间量设计、采样周期模块设计、启动模块设计、自动控制算法规则模块设计，通过现场PLC满足实际工艺生产需要,从而完成实现化工工艺参数连续稳定控制，提高产品合格达标率和生产效率，降低生产事故的发生，保证工艺生产系统稳定受控。完美地解决传统PID调节和现有人工手动调节的弊端，从而极大地提高化产工艺参数的控制水准，满足实际工艺生产需要。

摘要： 本发明公开了一种基于工程离散变量的两变量多圆弧异型孔均衡设计方法及模型，该方法首先根据国标规定的圆弧半径标准系列建立各设计变量的标准备选池，用以存储圆弧半径标准值；然后，运用自定义转换函数对原连续变量进行圆整；采用边界检验模块对离散变量组合的设计空间进行控制，对于越界参数进行剔除；最后优化迭代，优化前，离散设计点按大小顺序编号；优化迭代中，选择新的设计点时，通过编号运算来选择新的设计点编号，然后通过离散设计点的编号与实际设计点的映射关系来确定新的设计点。本发明可使两变量异型孔轮廓设计半径满足工业加工标准，并使得航空发动机高压涡轮盘连接单元设计时符合等强度原则，提高了设计效率。

摘要： 本发明公开了一种离散变量量子密钥分发系统的攻击检测方法，包括搭建离散变量量子密钥分发攻击检测系统；获取基于不同系统参数和不同攻击模式下的离散变量量子密钥通信数据并处理，划分样本集；搭建基于生成对抗网络的离散变量量子密钥分发攻击检测初步模型并训练得到离散变量量子密钥分发攻击检测模型；采用离散变量量子密钥分发攻击检测模型对通信过程进行检测并实现离散变量量子密钥分发系统的攻击检测。本发明通过引入LSTM网络结构，并采用机器学习的方式对攻击方式进行学习和识别，从而保证了本发明方法能够精准检测出针对量子密钥分发系统的攻击的攻击类型，而且可靠性高、完整性好。

摘要： 本发明公开了一种用于离散变量量子密钥分发的发射端芯片及方法，涉及量子密钥分发领域。发射端芯片包括顺次相连的脉冲激光器、第一强度调制器、第二强度调制器；连接第二强度调制器的第一相位调制器、第二相位调制器；连接第一相位调制器的第一1×2分束器；连接第二相位调制器的第二1×2分束器；连接第一1×2分束器相连的延时波导、第一可调光衰减器；连接第二1×2分束器的第二可调光衰减器、第三可调光衰减器；连接第一可调光衰减器、第二可调光衰减器的偏振旋转合成器，连接延时波导、第三可调光衰减器的2×1的50：50分束器。本发明能产生偏振态编码DV‑QKD和时间‑相位编码DV‑QKD两种量子态，只需要一种设计和生产方案。

摘要： 一种离散变量量子密钥分发的可重构型接收端光路结构，涉及量子密钥分发领域，包括偏振分束器、90度偏振旋转器、两个50:50的1×2耦合器、一个2×2光开关、以及两条相同的第一光路，每条第一光路中均包括一段调节光路；基于共享的有源光学元件，通过光开关的切换实现光路的可重构配置，实现了偏振态编码和时间‑相位编码这两种物理自由度的DV‑QKD的接收，满足两种物理自由度切换的需求。

摘要： 本发明提供了一种含有离散变量和连续变量的线性模型拟合方法，所述方法包括：根据所述离散变量，构建连续变量特征空间x′；根据所述离散变量，构建常量特征空间a′；根据所述连续变量特征空间x′和所述常量特征空间a′构建新的样本空间s'＝(x',a',y)进行线性拟合。通过本发明拟合的函数，不仅能够表示离散变量的不同取值对拟合结果的影响，而且能够表示离散变量内部和离散变量之间相对性对拟合结果的影响，实际通用性更强。

摘要： 本发明公开了一种基于工程离散变量的两变量多圆弧异型孔均衡设计方法及模型，该方法首先根据国标规定的圆弧半径标准系列建立各设计变量的标准备选池，用以存储圆弧半径标准值；然后，运用自定义转换函数对原连续变量进行圆整；采用边界检验模块对离散变量组合的设计空间进行控制，对于越界参数进行剔除；最后优化迭代，优化前，离散设计点按大小顺序编号；优化迭代中，选择新的设计点时，通过编号运算来选择新的设计点编号，然后通过离散设计点的编号与实际设计点的映射关系来确定新的设计点。本发明可使两变量异型孔轮廓设计半径满足工业加工标准，并使得航空发动机高压涡轮盘连接单元设计时符合等强度原则，提高了设计效率。