收藏本站
《中国科学院大学(中国科学院上海应用物理研究所)》 2020年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

基于差分进化算法的光束线智能调束系统

时英智  
【摘要】:在同步辐射光源中,光束线性能稳定是提高线站运行效率、确保实验数据正确有效的基本前提。然而每年寒暑假维护后重新开机、机器运行中插入件调节、周围环境温度波动、地面振动等引起的光源点变化,以及光学元件热形变,甚至不同实验方法的切换等等,都需要重新调节光束线状态,以期获得满足用户要求的位置稳定、通量高、形状好的实验光斑。由于光束线结构庞大,设备种类多,传统的人工调束模式需要经验丰富的工程师,需要对光束线设备上的运动轴在其行程范围内调整它们的位置,直到实验光斑满足要求,调束时间通常几小时甚至更长,因此光束线调束是一项频繁进行、耗时耗力的繁琐工作。光束线结构复杂,影响性能稳定的原因基本无规律可循,难以用数学公式建立光束线模型。本文基于差分进化算法,采用全局空间的搜索方法,经过交叉、变异、选择等竞争机制,依据“适者生存,优胜劣汰”原则,实现的光束线智能优化调束系统具有收敛快、可靠性好、调束效率高等优点。针对同步辐射光束线特点,将所有待优化运动轴在同一时刻所处的位置组合为一个个体,对预先设定的运动轴运动范围作为搜索空间,将电离室测量得到的光通量作为适应度(即反馈结果),建立光束线智能优化模型。基于上海光源光束线站通用的EPICS控制平台,应用LabVIEW程序实现了智能优化调束系统,包括设计人机交互界面、获取电离室信号、执行差分进化算法、发送控制命令等系列功能。系统可根据光束线站的特点,自由选择待优化的运动轴,设定相应的搜索空间,设置种群个体规模、个体间交叉概率、变异因子等算法参数,优化过程中实时跟踪进化进度和进化效果,具有扩展性好,功能丰富灵活,操作简便等特点。本系统在上海光源X射线衍射线站进行了在线测试。选择对光束线性能稳定起决定作用的双晶单色器DCM和后置聚焦镜M2为被优化对象。测试结果表明,系统可以在设定搜索范围内自动搜索,准确找到并收敛于最优解。系统收敛时间与运动轴的重复性直接相关,运动轴重复性好,系统收敛快,所花时间短;若运动轴重复性稍差,系统收敛速度变慢,所花时间增加,这是因为进化过程中,一些优秀个体传递到下一代时会失效。系统收敛时间并不随运动轴数量增加而正比增加,这是因为系统对运动轴的控制以及所有运动轴运动搜索过程都是同步进行的,运动轴数量越多,越能突显其高效性。当选择单色器和后聚焦镜共7个运动轴进行优化时,系统收敛时间大约需要30分钟。与人工调束过程相比,本系统大幅提高了光束线调束效率。
【学位授予单位】:

知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前16条
1 黄敏;颜学峰;钱锋;;差分进化算法的性能分析及其动力学模型参数估计[J];计算机与应用化学;2007年04期
2 金轲;俞桂英;丁烨;郑建明;;基于差分进化算法的手眼标定方法[J];机械与电子;2020年04期
3 刘昊;丁进良;杨翠娥;柴天佑;;基于择优学习策略的差分进化算法[J];上海交通大学学报;2017年06期
4 邓惠婷;孙国凯;孟镇;;基于改进差分进化算法的无功优化[J];农业科技与装备;2014年12期
5 蔡宾;芮明杰;;基于改进差分进化算法和灰色模型的中国汽车销量预测研究[J];上海管理科学;2015年01期
6 汪慎文;张文生;丁立新;谢承旺;郭肇禄;;差分进化算法中参数自适应选择策略研究[J];计算机科学;2015年11期
7 向万里;马寿峰;;一种高效率收敛的反向差分进化算法[J];小型微型计算机系统;2014年02期
8 李英海;莫莉;左建;;基于混合差分进化算法的梯级水电站调度研究[J];计算机工程与应用;2012年04期
9 段曹斌;黄燕荣;;基于差分进化算法的水位流量关系曲线优化率定[J];广东水利水电;2011年01期
10 杨亦;;改进自适应差分进化算法求解难约束优化问题[J];中南林业科技大学学报;2011年08期
11 牛雪丽;刘希玉;魏欣;;基于耗散结构理论的差分进化算法[J];计算机应用研究;2010年02期
12 陈海霞;杨铁贵;;基于极大熵差分进化混合算法求解非线性方程组[J];计算机应用研究;2010年06期
13 徐静婷;;改进差分进化算法研究及应用[J];电子技术;2010年05期
14 裴振奎;俞辉;赵艳丽;刘真;田盛丰;;差分进化算法应用于图像恢复[J];解放军理工大学学报(自然科学版);2010年05期
15 万东;;差分进化算法研究及其应用[J];科学技术与工程;2009年22期
16 郭洋婷;李瑞阳;;基于退火粒子群的混合差分进化算法研究[J];电子世界;2020年02期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 裴振奎;刘真;赵艳丽;;差分进化算法在多目标路径规划中的应用[A];中国运筹学会模糊信息与模糊工程分会第五届学术年会论文集[C];2010年
2 赵娟;蔡涛;邓方;杨红伟;;基于改进差分进化算法的脉冲控制方法[A];中国自动化学会控制理论专业委员会B卷[C];2011年
3 刘国帅;杨侃;陈静;周景舒;周冉;郑姣;;差分进化算法在三峡电站厂内经济运行中的应用[A];中国水文科技新发展——2012中国水文学术讨论会论文集[C];2012年
4 雍龙泉;;求解一类多目标优化问题的极大熵差分进化算法[A];2013年中国智能自动化学术会议论文集(第五分册)[C];2013年
5 楼洋;李均利;陈刚;;基于个体排序的差分进化算法[A];'2010系统仿真技术及其应用学术会议论文集[C];2010年
6 陆丝馨;肖健梅;王锡淮;;基于改进差分进化算法的舰船电网重构[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
7 罗京;林福良;宋颖;;多飞行器联合火力分配技术研究[A];2019第七届中国指挥控制大会论文集[C];2019年
8 倪涛;万涛;;基于自适应混合差分进化算法的同心圆环阵列设计[A];2019年全国天线年会论文集(上册)[C];2019年
9 牛晓洁;舒健生;杨奇松;聂闯;;卫星规避单个动能拦截器优化方法研究[A];第四届中国指挥控制大会论文集[C];2016年
10 姜立强;郭铮;刘光斌;;差分进化算法缩放因子取值策略研究[A];2007'仪表,自动化及先进集成技术大会论文集(二)[C];2007年
中国重要报纸全文数据库 前1条
1 兴业期货 秦小坡;基于技术指标的DE——反转alpha策略[N];期货日报;2010年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 谢宇;差分进化的若干问题及其应用研究[D];南京理工大学;2015年
2 閤大海;差分进化算法的改进及在约束优化中的应用[D];武汉大学;2017年
3 符纯明;面向结构优化设计的差分进化算法研究[D];湖南大学;2017年
4 车林仙;面向机构分析与设计的差分进化算法研究[D];中国矿业大学;2012年
5 程吉祥;自主差分进化算法设计及应用[D];西南交通大学;2015年
6 丁辉;基于混合差分进化的智能核设计方法研究[D];中国科学技术大学;2019年
7 徐广治;非线性群智能优化及其应用研究[D];北京邮电大学;2019年
8 汪慎文;同质差分进化算法集成研究[D];武汉大学;2013年
9 刘宏志;人工蜂群与差分进化算法研究及其应用[D];东北大学;2015年
10 孙成富;差分进化算法及其在电力系统调度优化中的应用研究[D];华中科技大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 时英智;基于差分进化算法的光束线智能调束系统[D];中国科学院大学(中国科学院上海应用物理研究所);2020年
2 常伶俐;基于差分进化算法的优化问题研究[D];沈阳工业大学;2015年
3 张越;差分进化算法及其在气动优化设计中的应用[D];上海交通大学;2009年
4 李东;基于探索—开发权衡的差分进化算法改进[D];北京理工大学;2015年
5 刘真;差分进化算法在多目标优化中的应用研究[D];中国石油大学;2010年
6 袁文龙;基于控制思想的差分进化算法改进研究[D];东北大学;2014年
7 周萧;基于混合差分进化算法的调度方法研究及在化工车间中的应用[D];浙江工业大学;2010年
8 丛婷婷;差分进化算法的并行实现[D];曲阜师范大学;2011年
9 张伟;差分进化算法的改进研究[D];西安电子科技大学;2014年
10 赵艳丽;差分进化算法在图像处理中的应用研究[D];中国石油大学;2010年
中国知网广告投放
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978