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Improved Prediction of Metamaterial Antenna Bandwidth Using Adaptive Optimization of LSTM 被引量:1
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作者 Doaa Sami Khafaga Amel Ali Alhussan +4 位作者 El-Sayed M.El-kenawy Abdelhameed Ibrahim Said H.Abd Elkhalik Shady Y.El-Mashad Abdelaziz A.Abdelhamid 《Computers, Materials & Continua》 SCIE EI 2022年第10期865-881,共17页
The design of an antenna requires a careful selection of its parameters to retain the desired performance.However,this task is time-consuming when the traditional approaches are employed,which represents a significant... The design of an antenna requires a careful selection of its parameters to retain the desired performance.However,this task is time-consuming when the traditional approaches are employed,which represents a significant challenge.On the other hand,machine learning presents an effective solution to this challenge through a set of regression models that can robustly assist antenna designers to find out the best set of design parameters to achieve the intended performance.In this paper,we propose a novel approach for accurately predicting the bandwidth of metamaterial antenna.The proposed approach is based on employing the recently emerged guided whale optimization algorithm using adaptive particle swarm optimization to optimize the parameters of the long-short-term memory(LSTM)deep network.This optimized network is used to retrieve the metamaterial bandwidth given a set of features.In addition,the superiority of the proposed approach is examined in terms of a comparison with the traditional multilayer perceptron(ML),Knearest neighbors(K-NN),and the basic LSTM in terms of several evaluation criteria such as root mean square error(RMSE),mean absolute error(MAE),and mean bias error(MBE).Experimental results show that the proposed approach could achieve RMSE of(0.003018),MAE of(0.001871),and MBE of(0.000205).These values are better than those of the other competing models. 展开更多
关键词 Metamaterial antenna long short term memory(LSTM) guided whale optimization algorithm(Guided WOA) adaptive dynamic particle swarm algorithm(AD-PSO)
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Production optimization under waterflooding with long short-term memory and metaheuristic algorithm
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作者 Cuthbert Shang Wui Ng Ashkan Jahanbani Ghahfarokhi Menad Nait Amar 《Petroleum》 EI CSCD 2023年第1期53-60,共8页
In petroleum domain,optimizing hydrocarbon production is essential because it does not only ensure the economic prospects of the petroleum companies,but also fulfills the increasing global demand of energy.However,app... In petroleum domain,optimizing hydrocarbon production is essential because it does not only ensure the economic prospects of the petroleum companies,but also fulfills the increasing global demand of energy.However,applying numerical reservoir simulation(NRS)to optimize production can induce high computational footprint.Proxy models are suggested to alleviate this challenge because they are computationally less demanding and able to yield reasonably accurate results.In this paper,we demonstrated how a machine learning technique,namely long short-term memory(LSTM),was applied to develop proxies of a 3D reservoir model.Sampling techniques were employed to create numerous simulation cases which served as the training database to establish the proxies.Upon blind validating the trained proxies,we coupled these proxies with particle swarm optimization to conduct production optimization.Both training and blind validation results illustrated that the proxies had been excellently developed with coefficient of determination,R2 of 0.99.We also compared the optimization results produced by NRS and the proxies.The comparison recorded a good level of accuracy that was within 3%error.The proxies were also computationally 3 times faster than NRS.Hence,the proxies have served their practical purposes in this study. 展开更多
关键词 Production optimization Numerical reservoir simulation Machine learning long short-term memory(LSTM) Dynamic proxies particle swarm optimization(PSO)
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ECGID:a human identification method based on adaptive particle swarm optimization and the bidirectional LSTM model 被引量:3
3
作者 Yefei ZHANG Zhidong ZHAO +2 位作者 Yanjun DENG Xiaohong ZHANG Yu ZHANG 《Frontiers of Information Technology & Electronic Engineering》 SCIE EI CSCD 2021年第12期1641-1654,共14页
Physiological signal based biometric analysis has recently attracted attention as a means of meeting increasing privacy and security requirements.The real-time nature of an electrocardiogram(ECG)and the hidden nature ... Physiological signal based biometric analysis has recently attracted attention as a means of meeting increasing privacy and security requirements.The real-time nature of an electrocardiogram(ECG)and the hidden nature of the information make it highly resistant to attacks.This paper focuses on three major bottlenecks of existing deep learning driven approaches:the lengthy time requirements for optimizing the hyperparameters,the slow and computationally intense identification process,and the unstable and complicated nature of ECG acquisition.We present a novel deep neural network framework for learning human identification feature representations directly from ECG time series.The proposed framework integrates deep bidirectional long short-term memory(BLSTM)and adaptive particle swarm optimization(APSO).The overall approach not only avoids the inefficient and experience-dependent search for hyperparameters,but also fully exploits the spatial information of ordinal local features and the memory characteristics of a recognition algorithm.The effectiveness of the proposed approach is thoroughly evaluated in two ECG datasets,using two protocols,simulating the influence of electrode placement and acquisition sessions in identification.Comparing four recurrent neural network structures and four classical machine learning and deep learning algorithms,we prove the superiority of the proposed algorithm in minimizing overfitting and self-learning of time series.The experimental results demonstrated an average identification rate of 97.71%,99.41%,and 98.89% in training,validation,and test sets,respectively.Thus,this study proves that the application of APSO and LSTM techniques to biometric human identification can achieve a lower algorithm engineering effort and higher capacity for generalization. 展开更多
关键词 ECG biometrics Human identification long short-term memory(LSTM) Adaptive particle swarm optimization(APSO)
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基于特征优选与IPSO-LSTM的变压器故障诊断
4
作者 胡俊泽 杨耿煌 +1 位作者 耿丽清 刘新宇 《电气传动》 2026年第1期89-96,共8页
针对变压器故障诊断精度差、准确率低的问题,提出一种基于数据特征优选与改进粒子群优化算法的长短期记忆网络(IPSO-LSTM)的变压器故障诊断方法。首先对原始数据集进行预处理,使用合成少数类样本过采样技术(SMOTE)扩充数据数量;其次利... 针对变压器故障诊断精度差、准确率低的问题,提出一种基于数据特征优选与改进粒子群优化算法的长短期记忆网络(IPSO-LSTM)的变压器故障诊断方法。首先对原始数据集进行预处理,使用合成少数类样本过采样技术(SMOTE)扩充数据数量;其次利用特征比值法扩充特征维数至20维,使用随机森林(RF)算法判断特征重要程度进行特征优选,降低过拟合风险;然后引入自适应惯性权重对PSO算法进行改进,利用改进后的PSO算法来优化LSTM最优超参数;最后输入特征优选后的数据进行变压器故障诊断。结果表明所构建的故障诊断模型诊断精度为91.6%。该优化模型与LSTM,HBA-LSTM和PSO-LSTM诊断模型相比,准确率分别提高了10.12%,5.95%,3.57%,证明IPSO-LSTM诊断模型有更高的诊断准确率,在变压器故障诊断领域有一定的实际意义。 展开更多
关键词 变压器故障诊断 特征优选 随机森林 长短期记忆网络 粒子群优化算法
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基于PCA-PSO-LSTM模型的给水泵系统状态趋势预测研究 被引量:1
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作者 李文华 顾月霞 +3 位作者 谷金洋 李国全 李阳洋 徐梓霖 《电工电气》 2025年第6期8-13,共6页
给水泵系统是热电厂中不可或缺的设备,对其进行状态趋势预测有助于维持热电厂的正常运行。为降低因给水泵系统故障造成的损失,在主成分分析(PCA)的基础上建立了粒子群优化(PSO)算法、长短期记忆网络(LSTM)的混合模型对给水泵系统进行状... 给水泵系统是热电厂中不可或缺的设备,对其进行状态趋势预测有助于维持热电厂的正常运行。为降低因给水泵系统故障造成的损失,在主成分分析(PCA)的基础上建立了粒子群优化(PSO)算法、长短期记忆网络(LSTM)的混合模型对给水泵系统进行状态趋势预测和故障预警。该方法采用PCA对多维参数进行降维处理,提取出主要特征;将提取的特征参数输入到经PSO优化后的LSTM模型中,当预测结果超过阈值时给出预警。实验结果显示,PCA-PSO-LSTM模型拥有较高的预测精度和较好的稳定性。 展开更多
关键词 给水泵系统 主成分分析 粒子群优化算法 长短期记忆网络 趋势预测 故障预警
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结合注意力机制和IPSO的石油化工过程变量预测方法
6
作者 杨琛 周宁 孔立新 《安全与环境学报》 北大核心 2025年第6期2179-2188,共10页
在石油化工生产过程中,针对关键变量的在线监测与预警对预防事故发生至关重要。为准确预测石油化工过程中的关键变量,提出了一种基于改进粒子群优化(Improved Particle Swarm Optimization, IPSO)算法优化双向长短期记忆(Bi-directional... 在石油化工生产过程中,针对关键变量的在线监测与预警对预防事故发生至关重要。为准确预测石油化工过程中的关键变量,提出了一种基于改进粒子群优化(Improved Particle Swarm Optimization, IPSO)算法优化双向长短期记忆(Bi-directional Long Short-Term Memory, BiLSTM)神经网络的预测模型,并特别引入注意力机制,以强化关键信息的表达。以北京市某化工企业初馏塔为研究对象,首先利用皮尔逊相关系数、最大信息系数筛选高相关性变量;同时,利用极端梯度提升(eXtreme Gradient Boosting, XGBoost)树构造关键衍生特征,增强输入变量的有效性。其次,采用BiLSTM建模,捕捉关键变量前后时序依赖性;同时结合IPSO优化隐藏层节点数、学习率、L2正则化系数和学习率调整因子,以获得最优超参数组合,实现对初馏塔换热终温的精确预测。试验结果表明,所提出的模型具有较强泛化能力,在预测准确率和稳定性方面均优于传统模型,不仅能有效避免陷入局部最优解,还能精准捕捉关键变量的变化趋势,可为实现石油化工过程关键变量的预测提供参考。 展开更多
关键词 安全工程 双向长短期记忆神经网络 注意力机制 极端梯度提升树 改进粒子群优化算法
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基于K-medoids-GBDT-PSO-LSTM组合模型的短期光伏功率预测 被引量:4
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作者 戴朝辉 陈昊 +3 位作者 刘莘轶 夏长青 郭嘉毅 于立军 《太阳能学报》 北大核心 2025年第1期654-661,共8页
为保障电网供需平衡和安全稳定运行,提高大型光伏电站功率预测的精度,提出一种基于K中心点聚类算法(K-medoids)、梯度提升树(GBDT)和粒子群优化算法(PSO)组合优化的长短期记忆神经网络(LSTM)的光伏功率短期预测模型。首先,采用K-medoid... 为保障电网供需平衡和安全稳定运行,提高大型光伏电站功率预测的精度,提出一种基于K中心点聚类算法(K-medoids)、梯度提升树(GBDT)和粒子群优化算法(PSO)组合优化的长短期记忆神经网络(LSTM)的光伏功率短期预测模型。首先,采用K-medoids聚类算法对大规模光伏发电数据样本中的天气数据进行不同类别聚类,分为晴天、阴天和雨/雪天3种天气类型;然后,在已有数据基础上构造特征工程,使用GBDT算法分别进行特征重要性分析,筛选出对光伏功率预测具有显著影响的特征,并构建合适大小结构的优化数据集;最后,将重构后的数据集代入PSO算法优化的LSTM模型进行训练,以建立短期预测模型。实验结果表明,该模型拥有更高预测精度,相比单一LSTM模型,在雨/雪天下的RMSE指标降低了12.19%。 展开更多
关键词 光伏发电 功率预测 机器学习 长短期记忆网络 优化算法 粒子群算法
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沥青混凝土心墙砂砾石坝的地震响应预测模型与应用
8
作者 杜敏 张社荣 +1 位作者 王超 路彤 《水力发电学报》 北大核心 2025年第1期41-53,共13页
尽管深度学习已被广泛用于预测结构的非线性地震响应,但网络框架的搭建方式和超参数的选取等仍是一个颇有争议的话题,会出现计算效率偏低、预测不精准等问题。沥青混凝土心墙砂砾石坝地震响应是一种时间序列数据,可采用时序预测模型挖... 尽管深度学习已被广泛用于预测结构的非线性地震响应,但网络框架的搭建方式和超参数的选取等仍是一个颇有争议的话题,会出现计算效率偏低、预测不精准等问题。沥青混凝土心墙砂砾石坝地震响应是一种时间序列数据,可采用时序预测模型挖掘其规律并进行预测。鉴于此,本文提出一种基于遗传粒子群(GAPSO)算法优化的长短时记忆神经网络(LSTM)模型,克服传统网络结构超参数难以确定而导致预测精度偏低等问题,达到能准确预测沥青混凝土心墙砂砾石坝非线性地震响应的目的。与CNN、LSTM单一神经网络模型及未经GA算法优化的PSO-LSTM神经网络模型的预测精度进行对比分析,结果表明:相比于其他传统网络模型,本文提出的GAPSO-LSTM网络模型对沥青混凝土心墙砂砾石坝的地震响应有更高的预测精度,克服了人为主观选取超参数的盲目性,缓解了PSO算法局部收敛等问题,为沥青混凝土心墙砂砾石坝的抗震性能评估提供了一种新思路。 展开更多
关键词 沥青混凝土心墙砂砾石坝 地震响应预测 长短时记忆网络 遗传算法 粒子群算法 时间序列
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基于IPSO—LSTM神经网络的施肥量预测系统
9
作者 李学琨 刘勇 +2 位作者 吕丰顺 时龙闽 左世余 《中国农机化学报》 北大核心 2025年第12期208-214,共7页
为实现神经网络对玉米施肥量的精准预测,针对肥料利用率不高造成环境污染的问题,设计一个结合粒子群优化算法(IPSO)与长短时记忆神经网络(LSTM)的新型预测模型(IPSO—LSTM)。采集试验田的气候数据和田间管理信息,引入LSTM神经网络并采... 为实现神经网络对玉米施肥量的精准预测,针对肥料利用率不高造成环境污染的问题,设计一个结合粒子群优化算法(IPSO)与长短时记忆神经网络(LSTM)的新型预测模型(IPSO—LSTM)。采集试验田的气候数据和田间管理信息,引入LSTM神经网络并采用改进的粒子群算法来对LSTM神经网络进行优化,构建IPSO—LSTM施肥量预测模型。结果表明,与PSO—LSTM等其他网络模型相比,基于IPSO—LSTM的施肥量预测系统在准确性和稳定性方面表现出更好的性能,该模型的平均绝对百分比误差为1.2%,均方误差为1.445(kg/hm2)2,均方根误差为1.202 kg/hm2,平均绝对误差为0.968 kg/hm2。IPSO—LSTM模型有效提高玉米施肥精度,有助于实现农业生产的精准化管理,具有重要的实际应用价值和推广前景。 展开更多
关键词 玉米 施肥量预测 粒子群优化算法 长短时记忆网络
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基于TCN-LSTM-Attention的建筑热动态与能耗预测
10
作者 付伟豪 赵千川 《控制理论与应用》 北大核心 2025年第11期2125-2135,共11页
基于暖通空调系统热动态与能耗的多变量耦合特点及数据预测精度不足的问题,本文提出一种融合时间卷积–长短期记忆–注意力机制(TCN-LSTM-Attention)的融合预测模型.首先,为了能够更加好捕获建筑运行数据中的短期与长期依赖,建立了TCN-L... 基于暖通空调系统热动态与能耗的多变量耦合特点及数据预测精度不足的问题,本文提出一种融合时间卷积–长短期记忆–注意力机制(TCN-LSTM-Attention)的融合预测模型.首先,为了能够更加好捕获建筑运行数据中的短期与长期依赖,建立了TCN-LSTM-Attention建筑热动态与能耗预测模型来预测HVAC能耗、室内温度、PMV;采用改进粒子群算法(IPSO)优化预测模型超参数,降低模型预测误差,并对模型逼近能力进行分析;其次,使用EnergyPlus搭建建筑仿真模型并进行验证;以河北省某办公建筑运行数据进行预测模型仿真验证,实验表明本模型在对比算法中有较好的预测精度和预测稳定性,并且验证了算法在建筑围护结构参数改变时的泛化性. 展开更多
关键词 建筑状态预测 时间卷积网络 长短期记忆网络 注意力机制 粒子群优化算法
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基于人工智能的光纤网络异常行为智能化识别研究
11
作者 程凤敏 卢山群 《激光杂志》 北大核心 2025年第5期189-195,共7页
针对光纤网络异常行为识别中面临的复杂性和实时性挑战,因此,提出基于人工智能的光纤网络异常行为智能化识别方法。该方法通过对计算光纤信号均方根频谱和光纤网络异常信号阈值进行比对,有效提取异常行为特征,并将提取的特征输入长短期... 针对光纤网络异常行为识别中面临的复杂性和实时性挑战,因此,提出基于人工智能的光纤网络异常行为智能化识别方法。该方法通过对计算光纤信号均方根频谱和光纤网络异常信号阈值进行比对,有效提取异常行为特征,并将提取的特征输入长短期记忆网络中,从而构建光纤网络异常行为检测模型。为进一步提升模型性能,在粒子群优化算法中引入自适应惯性权重思想,迭代优化长短期记忆网络的时间窗大小和隐藏层单元数,将优化的参数更新至检测模型中,从而实现较为精确的光纤网络异常行为智能化识别。实验结果表明,该方法在多个数据集上的异常行为识别准确率均超过99.3%,显著提高了光纤网络异常行为识别的效率和可靠性,为光纤网络的稳定运行提供了有力保障。 展开更多
关键词 人工智能 光纤网络 异常行为识别 长短期记忆网络 粒子群优化算法 自适应惯性权重
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基于地震初期的应急物资需求预测研究
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作者 王国保 蔡水涌 +1 位作者 杨红刚 谢本凯 《地震工程学报》 北大核心 2025年第4期925-936,共12页
精准、高效地预测地震灾害中的应急物资需求,对提升救援工作的精准性和效率至关重要。文章采用间接预测方法,通过核主成分分析对预测指标进行降维,选取主成分作为长短期记忆神经网络模型的输入变量。同时,利用改进的粒子群优化算法对长... 精准、高效地预测地震灾害中的应急物资需求,对提升救援工作的精准性和效率至关重要。文章采用间接预测方法,通过核主成分分析对预测指标进行降维,选取主成分作为长短期记忆神经网络模型的输入变量。同时,利用改进的粒子群优化算法对长短期记忆神经网络模型的单元数和批处理大小进行优化,从而构建伤亡人数预测模型。此外,将预测的伤亡人数与安全库存理论相结合,建立应急物资需求预测模型。基于震级在6级以上的地震数据,构建的伤亡人数预测模型在均方误差、均方根误差和平均绝对误差等评估指标上表现优异。与改进的灰色预测模型[GM(1,1)]、粒子群优化算法与反向传播神经网络(PSO-BP)模型及卷积神经网络(CNN)模型相比,其误差分别降低了71%~97%、46%~83%和34%~62%。以2019年四川省宜宾市长宁县6级地震和2020年新疆喀什地区伽师县6.4级地震为案例,精准预测两地的伤亡人数及各类应急物资的需求量。该方法为提高地震灾害管理及救援工作的效率和响应能力提供了新的技术支持,具有重要的应用价值。 展开更多
关键词 地震灾害 应急物资 需求预测 改进粒子群优化算法 长短期记忆神经网络
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PSO-LSTM模型供水温度预测效果影响分析
13
作者 郭晓杰 马文菁 +3 位作者 曹姗姗 孙春华 夏国强 李孟涵 《煤气与热力》 2025年第1期12-16,共5页
采用粒子群优化算法(PSO)对长短期记忆神经网络(LSTM)预测模型参数进行优化,评价PSO的优化效果,对训练集样本数量对预测效果的影响进行分析。PSO对LSTM预测模型参数的优化,可有效提高预测模型的预测效果。应选取较多的训练数据对预测模... 采用粒子群优化算法(PSO)对长短期记忆神经网络(LSTM)预测模型参数进行优化,评价PSO的优化效果,对训练集样本数量对预测效果的影响进行分析。PSO对LSTM预测模型参数的优化,可有效提高预测模型的预测效果。应选取较多的训练数据对预测模型进行训练。 展开更多
关键词 供水温度预测 粒子群优化算法 长短期记忆神经网络
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基于改进聚类的LSTM水质预测模型研究
14
作者 胡悦 李泽 +1 位作者 邱佳华 张奕 《计算机仿真》 2025年第1期473-479,484,共8页
太湖流域因其独特的跨区域性,难以综合治理整体流域水环境,实现对太湖整体水质的精准预测一直以来都是治理太湖任务的重中之重。目前的水质预测模型在太湖流域上的应用仍存在精度低、泛化能力弱等局限性。针对以上问题,从研究水质中溶解... 太湖流域因其独特的跨区域性,难以综合治理整体流域水环境,实现对太湖整体水质的精准预测一直以来都是治理太湖任务的重中之重。目前的水质预测模型在太湖流域上的应用仍存在精度低、泛化能力弱等局限性。针对以上问题,从研究水质中溶解氧(Dissolved Oxygen, DO)指标数据出发,提出了一种基于改进的粒子群优化算法(Particle Swarm Optimization, PSO)。首先,通过皮尔森相关系数确定DO特征因素,并通过聚类找出相似站点数据集;采用改进的粒子群算法算法改进K-means初始聚类中心选择问题,引入轮廓系数选择最佳聚类簇数并作为评估聚类性能的指标;最后将聚类后数据集作为输入样本建立最终太湖水质预测模型。实验结果表明,提出的RODDPSO-K-LSTM太湖水质预测模型在均方根误差(Root Mean Square Error, RMSE)、均方误差(Mean Square Error, MSE)、平均绝对误差(Mean Absolute Error, MAE)、拟合度(R-squared)上的表现均优于经典LSTM预测模型,仿真结果证明,提出的水质预测模型的可行性与有效性。 展开更多
关键词 水质预测 粒子群优化 聚类算法 长短期记忆神经网络
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基于PSO-LSTM预测的农田智能灌溉系统设计 被引量:1
15
作者 程舜 曹兵 《农业工程》 2025年第3期126-133,共8页
对基于长短期记忆网络(LSTM)预测的农田智能灌溉系统进行研究,提出基于PSO-LSTM的农田智能灌溉系统。以华北平原农作物种植区作为研究区,提取小麦灌溉日需水量相关样本数据构建数据集,同时对农田智能灌溉系统软硬件进行设计,并对提出的... 对基于长短期记忆网络(LSTM)预测的农田智能灌溉系统进行研究,提出基于PSO-LSTM的农田智能灌溉系统。以华北平原农作物种植区作为研究区,提取小麦灌溉日需水量相关样本数据构建数据集,同时对农田智能灌溉系统软硬件进行设计,并对提出的预测模型进行试验测试。结果表明,在小麦播种后到拔节前,基于PSO-LSTM的农田灌溉需水量预测模型的预测值曲线与实际需水量曲线几乎完全贴合,最大误差值0.01 mm/d、最小误差值0 mm/d;在抽穗到成熟期阶段模型预测值曲线十分逼近实际需水量曲线,最大误差值0.21 mm/d、最小误差值0 mm/d,MAE、MSE、RMSE和MAPE评价指标值分别为0.0511、0.0067、0.024和0.0103,与基于LSTM的预测模型相比,综合性能明显得到提高,预测精度更高,可以用于农田智能灌溉系统,为推动农业智能化发展提供参考。 展开更多
关键词 长短期记忆网络 粒子群优化算法 农田智能灌溉 预测模型
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基于深度学习的农业园区综合能源系统运行优化方法
16
作者 刘曌煜 王蕾 王坤 《沈阳工业大学学报》 北大核心 2025年第4期470-477,共8页
【目的】农业园区可再生能源资源禀赋丰富,在“双碳”目标驱动下,其综合能源系统(IES)的高效运行对于推动绿色低碳转型具有重要意义。然而,当前农业园区普遍存在能源利用效率低、多能源系统调配不均、可再生能源就地消纳能力不足等问题... 【目的】农业园区可再生能源资源禀赋丰富,在“双碳”目标驱动下,其综合能源系统(IES)的高效运行对于推动绿色低碳转型具有重要意义。然而,当前农业园区普遍存在能源利用效率低、多能源系统调配不均、可再生能源就地消纳能力不足等问题,严重制约了农业生产效率和可持续发展水平。为此,提出了一种基于深度学习的农业园区IES运行优化方法,旨在构建更具经济性与低碳性的能源调度机制。【方法】首先,构建农业园区IES多目标优化调度模型,综合考虑燃气轮机燃料成本、电网交互成本及设备运维成本,形成涵盖多种能源形式的系统数学模型;其次,针对风光(风电、光伏)出力及负荷预测需求,设计改进型长短时记忆(LSTM)神经网络功率预测模型,并引入量子粒子群优化算法(QPSO)对网络的隐含单元数量、学习率等超参数进行动态优化,以提升预测精度;最后,针对传统黄金正弦算法(GSA)易陷入早熟收敛的问题,引入Lévy飞行机制提升更新效率,结合动态权重策略优化全局与局部搜索能力,构建改进GSA实现系统调度优化。【结果】在实例分析中,改进的QPSO-LSTM预测模型将预测误差稳定控制在5%以内,相较传统方法具有更高的预测精度和更强的全局搜索能力。在调度优化方面,改进GSA使系统日运行成本较未优化方案下降69.7%,风光就地消纳率提升27.9%,显著优于传统GSA,展现出优良的多能调度协调能力。【结论】所提出的基于深度学习的农业园区综合能源系统运行优化方法,能够实现对系统功率的高精度预测,并在此基础上有效降低系统运行成本,提升可再生能源就地消纳能力,在经济性与低碳性协同优化方面具有显著优势,为农业园区IES的高效、绿色运行提供了可靠的技术路径。 展开更多
关键词 农业产业园区 综合能源系统 运行优化 数学模型 量子粒子群优化算法 长短时记忆神经网络 Lévy飞行 黄金正弦算法
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基于LMD-QPSO-LSTM的离散再制造系统动态瓶颈预测方法
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作者 汪家炜 王艳 +1 位作者 纪志成 刘相 《现代制造工程》 北大核心 2025年第6期150-160,57,共12页
离散再制造业普遍存在影响生产效率的瓶颈问题,传统的静态瓶颈识别方法难以有效解决复杂再制造环境中的动态瓶颈漂移问题。针对这一现象,提出了一种基于局部均值分解(Local Mean Decomposition, LMD)方法结合长短期记忆(Long Short-Term... 离散再制造业普遍存在影响生产效率的瓶颈问题,传统的静态瓶颈识别方法难以有效解决复杂再制造环境中的动态瓶颈漂移问题。针对这一现象,提出了一种基于局部均值分解(Local Mean Decomposition, LMD)方法结合长短期记忆(Long Short-Term Memory, LSTM)网络并利用改进量子粒子群(Quantum Particle Swarm Optimization, QPSO)算法优化的LMD-QPSO-LSTM动态瓶颈预测模型。首先,采用机器能耗属性定义动态瓶颈指数,并基于LMD方法分解瓶颈序列以降低数据的波动性。其次,引入注意力机制(Attention Mechanism, AM)来增强LSTM网络的学习能力,同时采用改进的QPSO算法优化LSTM网络选取最优参数。最后,对瓶颈指数的分量进行预测,并将预测结果重构。仿真实验结果表明,基于LMD-QPSO-LSTM的动态瓶颈预测方法可以有效提高预测精度,且能够准确地跟踪瓶颈位置的变化。与其他模型相比,所提方法至少将平均绝对误差(Mean Absolute Error, MAE)降低了52.63%,平均百分比误差(Mean Absolute Percentage Error, MAPE)降低了25.14%,均方根误差(Root Mean Square Error, RMSE)降低了45.78%。 展开更多
关键词 局部均值分解 长短期记忆网络 改进量子粒子群算法 动态瓶颈预测 瓶颈漂移
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基于TabNet-LN-LSTM协同预测与粒子群优化的双有源桥变换器电流应力优化方法
18
作者 蔡久青 雷伟昊 +1 位作者 张欣 倪康 《电气工程学报》 北大核心 2025年第5期35-44,共10页
双有源桥变换器因其优异的功率密度和双向功率传输能力,在众多工业应用中得到广泛关注。随着电力电子设备对能效和可靠性要求的不断提高,双有源桥变换器的电流应力已成为衡量其性能的关键指标之一。过大的电流应力不仅会导致功率器件损... 双有源桥变换器因其优异的功率密度和双向功率传输能力,在众多工业应用中得到广泛关注。随着电力电子设备对能效和可靠性要求的不断提高,双有源桥变换器的电流应力已成为衡量其性能的关键指标之一。过大的电流应力不仅会导致功率器件损耗增加,系统效率下降,还会影响变换器的可靠性和使用寿命。针对上述问题,提出了一种基于TabNet-LN-LSTM协同预测与粒子群优化的电流应力优化方法。该方法通过利用TabNet和层归一化长短期记忆神经网络(Long-short term memory neural network with layer normalization,LN-LSTM)协同构建电感电流时序预测模型,并结合粒子群优化算法对双有源桥变换器在不同运行工况下的电流应力进行优化。通过算法试验和硬件试验证明,所提方法不仅能够精确预测电感电流波形,其预测波形与硬件实测波形相比,其平均绝对误差仅为0.3525,决定系数高达97.17%;同时,能够有效降低双有源桥变换器的电流应力,进一步提升系统的整体效能和可靠性。 展开更多
关键词 双有源桥变换器 电流应力优化 TabNet 层归一化长短期记忆神经网络 时序波形预测 粒子群算法
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基于PSO-LSTM模型的舰船轨迹预测研究
19
作者 陈磊 李安然 罗寿超 《舰船电子对抗》 2025年第2期42-45,共4页
船舶轨迹预测研究能够帮助提高海上交通效率,保障交通安全。利用长短时记忆(LSTM)模型擅长处理长序列时序数据的特性,采用改进的粒子群优化(PSO)算法,基于PSO-LSTM模型对舰船轨迹进行预测。使用船舶自动识别系统(AIS)数据作为实验数据,... 船舶轨迹预测研究能够帮助提高海上交通效率,保障交通安全。利用长短时记忆(LSTM)模型擅长处理长序列时序数据的特性,采用改进的粒子群优化(PSO)算法,基于PSO-LSTM模型对舰船轨迹进行预测。使用船舶自动识别系统(AIS)数据作为实验数据,在完成实验数据的预处理之后,通过对历史轨迹数据进行分析,预测未来舰船的航行路径。对比分析了LSTM模型和反向传播(BP)神经网络模型之后,PSO-LSTM模型的精度最高,其均方根误差和平均绝对百分比误差均为最小,表明PSO-LSTM模型的精度较高,具有一定的应用价值,能够为舰船交通流管理和航行安全提供一定的决策支持。 展开更多
关键词 舰船轨迹预测 长短时记忆网络 粒子群优化算法 自动识别系统
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基于多算法融合的短期光伏发电功率预测技术研究
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作者 折天宇 《光源与照明》 2025年第10期151-153,共3页
短期光伏发电功率的预测有助于科学、合理地安排电网系统调度和运行,从而保障电网有较高的光伏发电接纳能力。目前短期光伏发电功率预测受光照度、温度、天气等多方面复杂因素的综合干扰,预测精度不足,难以满足短期光伏发电功率预测的... 短期光伏发电功率的预测有助于科学、合理地安排电网系统调度和运行,从而保障电网有较高的光伏发电接纳能力。目前短期光伏发电功率预测受光照度、温度、天气等多方面复杂因素的综合干扰,预测精度不足,难以满足短期光伏发电功率预测的需求。为进一步提升短期光伏发电功率预测效果,提出了多算法融合的预测算法。在该算法的实现原理上,综合应用经验模态分解(empirical mode decomposition,EMD)、长短时记忆网络(long short-term memory,LSTM)和粒子群优化(particle swarm optimization,PSO)等多种算法的优势建立预测模型。该模型能够有效地改善短期光伏发电功率预测的均方根误差、平均绝对误差,提高短期光伏发电预测的精度。 展开更多
关键词 多算法融合 短期光伏发电功率预测 经验模态分解 长短时记忆网络 粒子群优化
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