适应策略范文12篇(全文)
适应策略范文（精选12篇）
适应策略 第1篇
随着电磁环境的日益恶化,雷达接收信号中夹杂的干扰成分也日趋复杂。干扰信号的消除,尤其是有源干扰信号的消除,引起了广泛的重视。国内外学者提出了多种抗干扰算法,主要包括超低旁瓣、旁瓣对消和旁瓣消隐等3 类技术[1,2,3]。由于阵元耦合及复杂环境的影响,超低副瓣技术在工程实现具有较大的难度,且具有损失波束分辨率的缺点。通常而言,干扰来自于若干个离散的方向,旁瓣对消技术在这些干扰方向上对方向图调零,就能达到有效的空间滤波效果。采用这种方式通常比实现超低副瓣天线容易得多。
对于大型阵列而言,旁瓣对消算法是一种常用的抗干扰策略。该方法使用阵列中的少量阵元作为辅助通道,其硬件复杂度要远远低于全阵自适应波束置零方法[4]。最初形式的旁瓣相消器由Howells提出来[5],Applebaum对Howells的研究成果进行了推广[6],可在多个方向形成旁瓣零陷。根据权值的计算方式,旁瓣对消算法主要可以分为两大类: 一类是非自适应旁瓣对消算法,如EI-Azhary I等人提出了基于均匀线阵的非自适应旁瓣对消算法[7],但该算法只能对一个旁瓣进行对消。Vendik O G、Sakhaei S M和Townsend J P[8,9,10]等人提出了自适应旁瓣对消算法,可以通过添加更多的辅助阵元来对消更多的干扰。
本文研究面向星载通信系统应用的相控阵旁瓣对消技术。为减少通道数目、降低系统造价,该相控阵采用稀疏布局,且仅有少量通道为数字化通道。根据应用要求,主波束在 ± 8°之间扫描,而干扰方向在 ± 15°内,考虑干扰个数最多为2 个。在传统旁瓣对消方法中,每个辅助通道均由一个单元天线组成,其优点是对不同方向的干扰具有稳定的对消性能。然而,在星载通信系统中,由于信噪比极低,采用这种方法会进一步恶化系统信噪比。为解决这个问题,可以采用子阵的方式形成辅助通道,即每个辅助通道由若干天线单元通过射频合成的子阵构成。与单元天线相比,射频子阵具有更高的增益、更窄的波束。因此,若子阵波束指向干扰方向或干扰方向附近,则最终可提高旁瓣对消输出的信噪比,反之,若子阵波束的副瓣或零点对准干扰,则会恶化输出信噪比。基于此,提出一种自适应—自适应旁瓣对消策略,该策略首先估计出干扰方向,并使辅助波束主波束指向干扰方向,降低对消时辅助通道所需的权值,提高对消输出的信噪比。仿真结果表明该方法在针对二维稀疏阵列干扰对消这个问题上性能要好于传统对消方法。
1 自适应旁瓣对消方法
自适应旁瓣对消结构示意图如图1 所示。
自适应旁瓣对消基本原理是: 从主天线旁瓣进入的信号和从辅助天线进入的干扰信号同时送入自适应处理器,再根据相应的算法计算最优权值W,该权值让各辅助通道加权后的输出刚好对消掉主通道接收到的干扰,从而让系统输出为目标信号。
为消除辅助通道中目标信号的影响,目前应用较广的技术有基于阻塞矩阵的旁瓣对消技术、恒增益旁瓣对消技术[11]以及基于特征空间的特征干扰相消器。当干扰方向与期望信号相差不大时,使用阻塞矩阵也不能达到满意的效果。经研究,采用恒增益旁瓣对消方法。其权值表达式为:
式中,RX为辅助天线的自相关矩阵; rXd为主天线与辅助天线的互相关矩阵; a2( θ0) 为辅助通道在期望信号方向的导向矢量。
阵列布局示意图如图2 所示。采用N = 400 元等激励均匀平面阵列为主阵列,阵元间距为2 倍波长。其中,灰色方形为主阵列阵元,黑色实心圆表示辅助阵元。16 个辅助阵元( 如图2 方框所示) 分别构成辅助通道1、2、3、4。
采用的平面阵列旁瓣对消结构示意图如图3 所示。其工作过程为: 所有阵元接收信号,辅助阵元通过射频加权构成辅助通道输出,主阵列阵元通过射频加权构成主通道输出,然后再根据相应的算法进行自适应旁瓣对消。下面将在该前提下对传统旁瓣对消方法进行仿真。
目标信号为线性调频信号,信号带宽为2 MHz,信号脉宽为5 ms,目标信号方向为( 10°,0°) 。干扰为2 个相互独立的高斯白噪声,其方向分别为( - 2°,0°) 、( - 15°,0°) ,干信比均为40 d B。假定每个通道都存在高斯白噪声,且单个通道的信噪比为SNR = - 20 d B 。采用恒增益旁瓣对消方法。对消前后阵列方向图比较( 截取 φ = 0 平面) 如图4 所示。计算总阵列的系统输出信号信噪比为0. 16d B。为确切知道辅助阵列波束的零点位置,放大图4 的一部分得到图5。由图5 可知,辅助阵列波束的零点位置接近其中一个干扰方向( - 15°,0°) ,从而导致系统虽然能够在干扰方向形成零陷,但是其方向图的副瓣抬升很大。如果辅助通道阵列波束对准某一干扰方向,则系统不能在该干扰方向形成零陷。
需要指出的是,若系统不进行旁瓣对消,输出信号的信噪比为:
从仿真结果可知,采用自适应旁瓣对消方法后,尽管干扰被有效地对消掉,但是由于辅助通道最大波束指向与干扰方向差别较大,导致干扰对消后辅助通道的噪声被放大,从而使得总阵列输出的噪声功率升高,最终导致系统信噪比下降很多。在该仿真中,信噪比下降了5. 86 d B。可见,若不能在对消前估计干扰方向,并使得辅助阵列波束方向对准干扰方向,是不能有效提高对消输出信噪比的。
2 自适应—自适应旁瓣对消策略
2. 1 自适应—自适应旁瓣对消策略基本步骤
针对传统方法的不足,提出自适应—自适应旁瓣对消算法,其结构示意图如图6 所示。
2. 1. 1 干扰方向估计
干扰方向估计本质上是信号到达方向( DOA)估计的问题。利用阵列天线对DOA估计的方法包括最大似然法、熵谱分析和特征分解法等多种。由于基于特征分解的子空间算法多重信号分类算法( MUSIC) 算法[12,13]具有高分辨率以及较好的鲁棒性能等特点逐渐成为DOA估计的主流算法。本文也采用MUSIC算法估计干扰方向。
MUSIC算法的谱估计公式为:
P的极大值方向则是干扰方向。式中,a( θ) 为辅助阵列的导向矢量; UN为由阵列数据协方差矩阵特征分解后由小特征值张成的噪声子空间。
2. 1. 2 波束形成
在估计出干扰方向之后,自适应—自适应旁瓣对消方法的关键技术之一是如何综合一个4 元阵列,使其在干扰方向形成波峰。通过波束形成技术可以将各个阵元输出进行加权求和,将天线阵列波束导向到某几个方向上( 即干扰信号方向) ,这样就可以解决在特定方向上形成波峰的问题。对比试验了最小方差无失真响应波束形成准则、线性约束最小方差波束形成准则和基于最大信干噪比准则的波束形成这3 个方法。其中基于最大信噪干噪比准则的波束形成方法在本文问题上具有较好的性能。
采用基于最大信干燥比准则的波束形成方法得到的权值表达式为:
式中,a( θ0) 为辅助通道在期望信号方向的导向矢量; Ri + n为干扰噪声协方差矩阵。
2. 1. 3 射频加权
传统天线阵列综合大多是基于数字加权方法的。数字加权有着精度高的优势,但随着阵列规模的变大,数字加权会带来相当大的计算量,这势必导致系统工作效率降低,工程成本变高。随着射频技术的发展,于是自适应—自适应旁瓣对消策略尝试用射频加权取代数字加权方法,在有效保持系统性能的基础上,既能加快系统速度,又能尽量减少工程成本。
2. 1. 4 自适应—自适应旁瓣对消
首先采用MUSIC算法估计信号中干扰方向。然后采用基于最大信干噪比准则的波束形成方法求得权值Wopt之后,使用射频加权方法将其加权在4 个辅助通道之上,辅助通道的波束的峰值就能够指向估计出的干扰方向,从而实现与干扰环境的匹配。然后再采用恒增益旁瓣对消方法进行旁瓣对消。
2. 2 自适应—自适应旁瓣对消策略仿真
上节介绍了自适应—自适应旁瓣对消结构以及算法流程。为显示将其与传统自适应旁瓣对消的效果进行对比,下面采用与仿真1 相同的仿真条件对自适应—自适应旁瓣对消方法进行仿真。
辅助通道采用最优波束形成技术,4 个通道分为A、B两组,每2 个通道为一组。A、B两组分别对准一个干扰并分别在干扰方向形成峰值。利用MUSIC算法估计出的干扰方向3 位谱峰图俯视图如图7所示,从图7 中可以看出,在( - 2°,10°) ,( - 15°,10°) 形成2 个能量峰值,那么这2 个方向则为判断出的干扰方向。由图8 可知,辅助通道A在干扰方向( - 2°,0°) 形成峰值,辅助通道B在干扰方向( - 15°,0°) 形成峰值。与干扰方向完全吻合,仿真表明辅助通道波束指向与干扰环境较好的实现了匹配。计算系统输出信号信噪比为6. 7 d B,而上文中提到传统旁瓣对消方法系统输出信号信噪比为0. 16 d B。比较图8 和图4 可知,采用自适应—自适应旁瓣对消方法,在副瓣保形能力以及输出信噪比上要好于传统自适应旁瓣对消方法。
3 结束语
针对传统自适应旁瓣对消方法在二维稀疏阵列应用中的不足,本文提出一种新的旁瓣对消方法———自适应—自适应旁瓣对消策略。该策略在传统方法的基础上,改用射频加权法代替数字加权法;增加了干扰方向估计以及辅助通道波束形成2 步,从而实现辅助通道波束与干扰环境最大限度的匹配。从仿真结果可以看出,新方法相较于传统方法有3 方面的优点: 一是较高的输出信噪比; 二是较强的副瓣保形能力; 三是有效降低了工程成本。
适应市场变化优化营销策略 第2篇
1 湖南省硫酸工业现状 硫酸是最重要的.基本化工原料之一,广泛用于化肥、化工、国防、医药、冶金、石油、纺织、印染、皮革等领域.硫酸在化肥生产中的用量最大,占全部消费量的60%～70%.2000年,世界硫酸产量为1.7亿t左右,美国产量最高,其次是中国.我国的硫酸工业从20世纪80年代起开始迅速发展,2000年全国硫酸产量已达23.65 Mt.与之相应的是,湖南省的硫酸工业也得到了很大的发展.1998年湖南省硫酸产量为921.7 kt;1999年为1 219.2 kt,其中硫铁矿制酸725.3 kt,冶炼烟气制酸467.5 kt,其它原料制酸26.4 kt;2000年达到1 281.7 kt.2000年湖南省的主要硫酸生产厂家及产量见表1.
作 者：张协仿 作者单位：湖南株洲冶炼厂 刊 名：硫酸工业 ISTIC英文刊名：SULPHURIC ACID INDUSTRY 年，卷(期)：2001 ”"(4) 分类号：F405 关键词：
应对策略篇：以变应变适应新政 第3篇
不管是刚需首次购房，还是改善型需求，都会受政策的影响而变得与过去不同。比如对首次置业的刚需来说，他们可能会因为受“20%个税”影响而需要承担更高的购房成本，而改善型需求的房贷利率水平则极有可能会大幅增加。
新政的影响是全方位的，下面我们主要针对首次置业者、改善型需求以及投资性需求等主要需求，来进行具体分析。
刚性需求：两种物业可选择
对于首次置业的刚性购房者来说，如果选择二手房，那么购买两类物业可适当降低经济负担，其一是购买超过5年且家庭唯一一套住宅，即“满5唯一”型二手房，另一种则是无法核定原值的老工房。
目前市场上绝大多数以“到手价”的方式成交，通过这种方式，卖家能够顺利将税费成本转嫁给买家。因此尽可能选择符合税费减免条件，或者可以少缴税的物业，以降低购房成本。“满5唯一”型二手房和无法核定原值的老工房则恰好符合该条件。
根据新“国五条”规定，严格征收“20%个税”，这会使得税费成本大幅上升。以一套总价为150万元的小面积二手房为例，2007年前后购入原值为50万元，按照此前的纳税办法，基本按总价的1%来计征，转让时个税为1.5万元；而按照新政规定以差值20%计征的话，初步估算个税可达20万元（未考虑其他开支扣除情况），两者差额可达18.5万元。
那么，这两类二手房为何能降低购房负担？这是因为不管是“满5唯一”型二手房，还是无法核定原值的老工房，可享受免税或者少缴税优惠政策。就在4月1日，北京市地税局发布公告称，5年以上家庭唯一住房免征个税，未能核定原值按交易额1%计征。虽然目前其他城市尚未明确是否效仿北京做法，但不难猜测，各地在对待这两类二手房的税费缴纳问题上，将会与北京相仿。
改善型需求：清空记录享受优惠
对于改善型需求来说，购房成本极有可能会因为首付比例及利率水平的提高而导致购房门槛大增。
地方执行细则均提到，会根据实际情况提高二套房贷首付比例和利率水平，因此此前风传的“首付7成、利率上浮1.3倍”极有可能会成为现实，这必将对改善型需求产生不小的影响。在这种情况下，对于大多数此前靠贷款买房的改善型需求而言，已找不到更好的办法来降低新政的影响，除非不买房。因而我们这里讨论的主要是被误伤的群体，如何才能把影响降到最低。
对于有房无贷款的情形，怎样才能做到“无房无贷”，一般的处理方式是将名下房产售出，这样可实现在房产登记部门无房产登记记录目的，从而在重新购买房产的时候，可以享受到首套房的优惠利率。
首套房贷与二套房贷之间最大的区别在于首付比例和贷款利率水平的不同。如购买一套总价为200万元的住宅，首套房首付只需60万元，而二套房首付则极有可能会达到140万元，两者之间相差80万元。由此看来，首付比例的提高，会让部分改善型需求因为无法筹措到足够的资金而放弃买房的想法。此外，利率上浮让购房成本增加。同样为100万元的按揭贷款，借款期限为20年（等额本金还款法），在目前基准利率6.55%的基础上上浮1.3倍，其总的利息支出将达到1085815元，较8.5折利率水平下的利息开支660433元，大幅提高64.4%。
但不可否认的是，对部分刚需存在“误伤”的可能，诸如父辈买房时加上了子女的名字，这使得子女有了房产记录。但子女长大后结婚并且经济条件改善之后，肯定会考虑买房，那么他们在申请按揭时，肯定会被当做二套房对待。对于这种情形，专家建议子女把自己的那部分份额“转让”给父母，其所缴纳的税费主要为1%或3%的契税，通过“清空”有房记录，来让自己在买房的时候，重新获得首套房资格。
当然，也有人可能会通过赠与的方式来“清空”有房记录，以重新获得购房资格，或者能够得以顺利申请房贷。比如有些人想要改善居住条件，但又不准备把原有房产转让出去，所以通常会采用赠与的方式，“转让”给自己的父母或者兄弟姐妹，如同股票代持。日后抛出房产时，只需代持方售出即可。但业内专家提醒说，这种方式虽然能够“清空”自己的有房记录，但未来转让出去时却必须面临高额的税费支出，达到总房价的20%左右。国家税务总局明确，受赠人取得赠与人无偿赠与的不动产后，再次转让该项不动产的，在缴纳个人所得税时，以财产转让收入减除受赠、转让住房过程中缴纳的税金及有关合理费用后的余额为应纳税所得额，按20%的适用税率计算缴纳个人所得税。
而对于有房有贷款的情形，如果之前的贷款记录已达到两次，则建议要按捺住换房的冲动。根据各地细则规定，目前仍然禁止发放第三套及以上购房贷款。所以不管名下是否还有房产，只要贷款记录为两次，再次申请房贷已是无望。
投资性需求：转战商业地产
对于投资性需求而言，需要重新选择投资方向。
目前，由于国内缺乏相对比较靠谱的投资选择，所以房产成为社会资金所热衷追逐的目标。也正是因为大量投资资金的涌入，导致房价出现异动。鉴于此，新“国五条”细则通过限购、限贷、抬高转让成本等方式，来促使投资性需求离场。而在未来，随着房产税的渐行渐近，房产投资的持有成本也会随之升高，因此从很大程度上来说，投资性需求在住宅方面，已无多少机会了。
如果不想与房地产市场离得太远，那么有两种选项可以考虑，第一是考虑投资商业地产，第二则是适当配置海外物业。
应该说，商业地产目前面临着不小的投资机会。最近几年来，由于住宅市场热而商业地产市场偏冷清，所以导致包括商铺、写字楼等在内的商业地产价格一直积弱不振，涨幅有限，有些地方甚至出现“倒挂”现象，这意味着商业地产已是价值洼地。目前可关注的物业类型包括一些新兴城区的商铺、写字楼、酒店式公寓项目。当然，与高回报相随相伴的是，投资商业地产风险也比较大，这需要投资者认真考察并细致研究才行。
梯度策略自适应差分进化算法 第4篇
1 自适应策略差分进化算法
自适策略应差分进化算法( Differential Evolution Algorithm With Strategy Adaptation for Global Numerical Optimization,Sa DE) 是在文献[5 ~ 6]提出的,其主要思想是将效果较好的4 个变异算子策略集中在一起组成一个策略池,并记录各个策略的历史进化情况,大概率选择最优策略。
Sa DE策略池中的4 个算子策略分别是
DE/rand/1/bin
DE / rand - to - best /2 / bin
DE / rand /2 / bin
DE / current - to - rand /1
其中,r1~ r5是随机数,代表5 个不同的随机个体。F是一个均值为0. 5,方差为0. 3 服从正态分布的随机数,K为[0,1]的随机数。
Sa DE的具体过程是在进化初期,进行LP代的学习,学习规则是: 每个策略算子k均以1 /4 的概率被选中,且利用两个矩阵( 成功矩阵nsk和失败矩阵nfk) 来存储相关信息,供后续计算自适应选择。在进化LP代后,算法利用式( 1) ,计算每一代中每一个算子被选中的概率
其中
式中,k表示策略池中第k个策略; G表示当前代数;LP表示学习代数; g = G - LP,nsk,g表示第g代策略k成功进化的个体个数; nfk,g表示第g代策略k失败进化的个体数,为避免成功率为0 的出现,ε 设为一个较小的正数,本文中令 ε = 0. 01。
对于策略算子池中,每一个算子中都有一个参数CR,用于控制算子种群变异率的大小。Sa DE中也利用矩阵CRMemory1~ CRMemory4自适应的调整参数CR。具体方法如文献[5]。
可以看出,Sa DE算法采用自适应的方式进行学习,但这样做使得策略算子池中所拥有的策略成为了关键,一旦策略算子池中的策略均不能较好的求解当前问题,则算法的效果就变差,且Sa DE算法中策略算子池中的策略均是随机策略,其适用的目标函数范围虽广,却并未较好地利用目标函数的性质。
2 梯度策略自适应差分进化算法
2. 1 梯度搜索策略算子
为避免上述局限性,本文提出了梯度策略自适应差分进化算法,该算法是在原Sa DE算法的基础上引入了梯度搜索策略算子,其利用了目标函数的性质,从而使算法具有较好的搜索能力和稳定性。
在Sa DE算法的步骤3 对每一个个体概率性的选择一个策略算子池中的策略进行变异,其本身有4 个策略,但均是随机策略,本文在其中再加入一个策略算子———梯度搜索策略算子。梯度搜索策略算子利用梯度下降法的思想,对于函数F( X) ,若在点a处可微且有定义,则函数在a点沿着梯度相反的方向下降最快。首先求出函数在初始点a的梯度grad( p) ,随后- grad( P)沿着方向,向前前进一小步,从而得到进化子代。
函数F( X) 在P点的梯度为
其中,i,j,…,k分别表示各个维上的单位向量;分别表示各个维上函数F( X) 在P点的偏导数。
由于目标函数是任何可能的函数,不一定可微,因此偏导数的求解不能直接利用求导公式求解,文献[7]提出了利用导数的定义进行求解。根据导数的定义,函数在某一点的导数等于函数上某一点函数值的变化量与自变量变化量比值。若定义P点坐标为( x,y,…,z) ,因此函数F( X) 在P点的x轴的偏导数为
其中,Δ 称为梯度步长,其值为较小的数,在实验中Δ =0. 2。同理可求得
将式( 7) 和式( 8) 带入式( 6) 中便可求得函数F( X) 在P点的梯度[7]。
值得注意的是,当P点的梯度相当大时,即使Δp =- 0. 01 × grad( P) 时也很大,这与前进一小步的要求不符。文中令grad( p) 整体缩小E倍,记作grad( P)*,其中E表示grad( P) 中的最大的数量级,令 Δp为区间( - μ × grad( P)*,0) 之内的一个随机数,其中 μ 称为梯度随机因子,0 < μ < 1,实验中 μ = 0. 5。
2. 2 算法伪代码
GSa DE算法具体步骤:
步骤1 随机初始化种群;
步骤2 计算初始种群适应值;
步骤3 While G<GMAX/*G表示当前进化代数,GMAX为设定的最大进化代数*/
2.1/*计算策略1~5的选择概率p1~p5*/
2.2/*计算策略1~5的参数CR和F*/
对于种群中每一个个体,F均为符合N(0.5,0.3)的随机数;
对种群中的每个个体根据式CR=Normrnd(CRmk,0.1)计算其参数CR
2.3/*对每一个个体,依照选择概率随机选择策略进行变异,产生子代*/
若个体选择的是策略1 ~ 4,则利用对应的式( 1) ~ 式( 4) ,产生子代; 若个体选择的是策略5,则利用梯度搜索策略求解子代,详见利用梯度搜索策略求解P点子代Q步骤;
2. 4 选择出成功进化的子代与失败进化的父代组成新的一代种群;
2.5将本次的进化情况记录在成功和失败矩阵ns,nf,将参数CR记录在CRMemory1~5;
2. 6 G = G + 1;
步骤4 输出当前种群最优解。
利用梯度搜索策略求解P点子代Q步骤:
步骤1将式( 7) ~ 式( 10) 带入式( 6) 求解grad( p) ;
步骤2grad( P)*= grad ( P ) / E,其中E为grad( p) 中的最大的数量级;
步骤3Δp = ( - μ × grad( P)*,0) ,梯度随机因子 μ = 0. 5;
步骤4 Q = P + Δp。
3 实验结果
为进一步验证GSa DE的性能,文中选择CEC2005基准测试集1 ~ 14 号测试函数进行测试,这些函数大部分是经典测试函数的旋转、平移以及复合,能够较好地测试算法的性能,这些函数可在文献[8]中找到。文中在Matlab 2008a中进行实验,对所有的测试函数测试25 次,求得25 次实验的平均值。为了能反应算法的有效性,文中将GSa DE与Sa DE,邻域控制差分演化算法( NSDE) 以及协方差自适应演化策略( CMAES)的实验结果进行对比,为保证公平起见,所有的算法都将使用相同的适应度评估次数,即3. 0 × 105,作为算法终止条件。Sa DE和NSDE,CMAES的实验结果分别取自文献[6,9]。
GSa DE参数如下: 种群规模NP = 100,维数D =30,学习代数LP = 50,终止进化代数GMAX = 3 000代,MAX_FES = 100 × 3 000,梯度步长 Δ = 0. 2,梯度随机因子 μ = 0. 5。实验结果如表1 ~ 表3 所示。
从表1 可看出,对测试函数1 ~ 5,GSa DE算法的效果要略好于其他3 个算法。GSa DE、Sa DE以及NSDE均准确找到了函数1 的全局最优点; GSa DE对于函数2 的实验结果要明显优于其他的算法; 对于测试函数3 和5,GSa DE、Sa DE以及NSDE的测试结果基本相当。对于CMAES算法,其测试结果与其他算法的差异性较大,其在测试函数3 和5 上明显优于其他算法;这主要是因这两类算法具有本质的设计区别,对于问题的搜索偏向明显不同。
如表2 和表3 所示,GSa DE算法效果要更优于其他算法。GSa DE在函数6、7、9 上要明显优于Sa DE和NSDE,并且准确找到了函数9 的全局最优点。对于8、11、13 函数,GSa DE与Sa DE和NSDE的实验结果基本相当。而CMAES算法也只是在函数6、7 上具有优势。
综上分析,发现GSa DE算法在基准测试集CEC2005 上的整体性能要优于其他的比较算法。对于具有不同特点的测试函数都能够进行高效率的求解,这表明GSa DE算法不受求解问题的限制,具有较强的通用性。当然GSa DE算法在求解CEC2005 测试集中某些函数,例如函数10、12 也存在问题,这是由于梯度下降策略算子的加入,使得GSa DE的局部搜索能力加强,但在进化后期的广度搜索能力却得到了削弱,因此可能无法跳出一些局部最优点。
4 结束语
本文在Sa DE算法的基础上对算子池进行了优化,在其中加入梯度下降策略算子,更好地利用了目标函数的特点,提升算法的全局搜索能力和适应性,并将其命名为GSa DE。经过对CEC2005 测试集中的1 ~ 14号测试函数进行实验并与Sa DE,NSDE以及CMAES等算法实验结果进行对比,表明GSa DE算法搜索能力较强,效率较高,对解决高维全局优化问题具有明显优势。在后续工作中,文中将改进本文算法,使之能更好地适用于复杂的多峰函数问题。
参考文献
[1]赵春晖.基于遗传算法的宽带加权子空间拟合测向算法[J].电子学报,2004,32(9):1487-1490.
[2]李元科.工程最优化设计[M].北京:清华大学出版社,2006.
[3]何坚勇.最优化方法[M].北京:清华大学出版社,2007.
[4]玄光男.遗传算法与工程优化[M].于歆杰,译.北京:清华大学出版,2004.
[5]Qin A K,Suganthan P N.Self-Adaptive differential evolution algorithm for numerical optimization[C].Edinburgh,Scotland:Proceding of IEEE Congress Evolution Computer,2005.
[6]Qin A K,Huang V L,Suganthan P N.Differential evolution algorithm with strategy adaptation for global numerical optimization[J].IEEE Transactions on Evolutionary Computation,2009,13(2):398-417.
[7]王宇平,刘大莲.基于平滑技术和一维搜索的全局优化进化算法及其收敛性[J].计算机学报,2006,29(4):670-675.
[8]Suganthan P N,Hansen N,Liang J J,et al.Problem definitions and evaluation criteria for the[C].Hefei:CEC 2005Special Session on Real-Parameter Optimization,2005.
中学体育教学的现状及适应性策略 第5篇
中学体育教学的现状及适应性策略
中学体育教学的现状及适应性策略 苑 爱 丽 ( 本 溪市第二十二 中学【 摘 要】 体 育教 学作 为 学校 基础 教 育 的重要 组 成部 分 ， 是 搞好 其他 学 科教 学的重要 前提 基础 ， 身为 中学体 育教师 ， 只有 准确 审度现 阶段 体 育 教 学 的基本 现状 ， 针 对存 在 的 问题提 出具体 化的 适应性 策略 ， 才 能真 正 1 1 7 0 0 0 ) 师应深刻认 识到体育 教学本身 的重要作用 和对于学 生健 康成 长 、 发展的重要 意义 ， 通过多种渠 道和多种方 式不 断提 升 自身 的教 学 能力和综合素养 ， 同时 ， 体育教师应依据不 同学习层次学生 的个 体 差异性开展分层教学 ， 因材施教 ， 使每位学生 的体育能力都能得 到 最大限度提高和发展 。第三 ， 体育 教师必 须要不 断掌握 和提升 自 身的文化素养。虽然大多数体 育教 师都毕业 于体育 院校 ， 具有 一 定的体育技能和专业技术水平， 然 而居 于专业 限制 ， 整体上文化 素 养都不高 ， 使他们 的理论知识 、教学方法及思想交流沟通上都受 到 了较大程度限制 。 ( 二) 不断完善 中学体育教 学制度 现阶段 中学体育教学不够 规范 化 ， 教 学 内容 较为 固化 、枯燥 ， 发挥 体 育课 程的教 育作 用和 宗 旨 ， 以推 进 中学教 育教 学的 最大化 发展 。 【 关 键词 】 中学 ; 体 育教 学 ; 现状; 适应 性策略 前 言 体育教学 是一 种有 计划 性 、针对 性 、组 织性 的特 殊 化教 育 活 动， 它不仅增强 了学 生 的身 体素 质 ， 而且 也 培养 了学生 的竞 争 意 识、创新 思维 、归属感 、责任感和团结协作能力 ， 在素质教育 中发挥 着无法替代 的重要作 用 。以下笔 者 分析 了 当前 中学 体 育教 学 现 状， 并针对存在问题提出 了针对性强 的适应性策 略。 现阶段 中学体育教学的基本现状 一、同时课外 活动也缺乏 规范 的组织 和安排 ， 这样致使 学生对 于体 育 学习和锻炼失去 了浓厚兴趣 ， 无法 正确认识 到体 院教学的重要性 ， 而无法养成 体育锻炼 的意识和习惯 ， 严 重影响 了体 育教学事业 的 健康发展。要着实改变这样 的现状 ， 就必 须不 断完 善体 育教学 各 项制度 ， 进一步规范课 堂教学 ， 调整 和完善教 学 内容 ， 使 学生成 为 体育课堂中的真正主人。首先 ， 应不断加大体育经费投入 力度 ， 将 体育教学场地逐渐兴建和拓宽 ， 体 育教学设 备购置齐全 ， 为学生 提 供一个宽阔 、舒适 的教学环境 ， 不断提升学生的体育学习兴 趣。其 次， 不断加大体育教学重要性 的舆论 宣传 ， 使社会上各行各业都 能 支持体育教学的发展 ， 同时 ， 政府也应深刻认识到体育教学 的重 要 性， 加大资金投入 ， 科学规划 和引导体 育教学 ， 强化 对于 体育教 学 质量的督 管 ， 为 中学体育教育事业 的发展创造先决条 件。最后 ， 应 建立完善的考核制度 ， 对 于体 育教师 的教学成 果进行 准确 、客观、 科学评价 ， 制定规范 、合理 的体 育成绩 指标来 全面 、客观地 衡量 整 体体育教学质量 。 ( 三) 进 一步改革传统的教 学模 式 首先 ， 应不断调整和优化课堂教学结构 ， 探索全新 的体育教 学 模 式。教育改革的明显特征就是将传统教师 占主导地位的教学 模 ( 一) 体 育教 师整体上综合 素质 有待 于提 升 整体上分析 ， 一部分体育教师 的专业技能不够过硬 ， 在对 于体 育教师 的选聘 和安 置上都过 于草率和粗略 ， 甚至在一些偏 远地 区， 体育 教师竟然 由略懂一些体 育知识 的基础学科 教师兼任 ， 由此 看 来， 国家对于中学体育教学缺乏深刻认识和足够重视 。此 外 ， 大多 数体 育教师 的文化知识都较 为欠缺 ， 虽然他们 大部分都 毕业 于体 育院校 ， 但是他们的文化 知识 、理 论素养 都有待 于提升 ， 尤其 在 教 学安排 、组织管理和交流沟通方面都有待于提升 。 ( 二) 体育 管理制度不尽 完善 较多学校都 尚未建立 完善 的体育教 学管理 体系 ， 使体 育教学 在基础教育 和整个教学 过程 中的重要 作用不能充分得以体现 。在 开展 中学体育教 学整个过程 中 ， 太 过强调教 师在整体教 学 中的主 导地位 ， 不能站在学生角度 去分析 、考虑 和解决 一些 问题 ， 严 重抑 制 了学生参加体育学习和锻 炼的积极 主动性。体育教材也都全部 使用 同种教材 ， 也不 能依 据不 同学习层次学 生的差异性 开展分层 化教学 ， 这样很大程度上使不 同身体素质 、体育 能力学生综合素质 的提升受 到了压制news/559EF1C872CA75B8.hTml 。此 外 ， 关 于体育 练习场 地和体 育设施 的设置 上缺乏有 力地 资金 支持 ， 有些学校体育设备极度缺失 ， 即使有些学 校设备充足 ， 也因长期不使用和长久失修而破损 ， 这都直接影 响了 体育教学 的正常开展 。 ( 三) 教 学观念较 为固化 、陈旧 式转 变为学生为主体的模式 ， 真正发挥学生 的主导化作用 ， 切实 提 升学生对 于体育 学习的浓 厚兴趣 ， 以获 得令 人可 喜 的教 学效 果 。 例如 ， 对于简单易掌握 的动作 ， 教师 先不急 于讲 ， 应 鼓励 学生建 立 合作 小组 ， 互帮互助完成新授 的体育动作 ， 只有在遭遇无法解决 的 困难 时才给予指导和帮助 ， 并适 时对 于不规 范动作进行合 理引导 。 其次 ， 应调整和改革整体 教学 内容。教师应 选择 以推进学 生身 心 健康 成长为标准的教学 内容 ， 以培养学 生体育 学习、体育锻 炼 、终 居于传统应试 教育 的.重重束 缚 ， 加 之 中学 体育教 师 的教 学理 念过 于固化 和陈旧 ， 在体育教学过程 中， 体 育教 师仍 沿用传统机械 化 的应试教育 教学模式 ， 过分强 调教师在整体 课堂教学 中的 主导 性地位 ， 忽视了对于学生 自主学习能力 的培养 ， 重学生体育考试成 绩高低 ， 轻学生体育练习和健康心理的培养 ; 重 学生体育运动技 能 的掌握 ， 轻广谱性体育锻炼习惯的推广 ， 整体 上影响了体 育教学质 量 和学生体育 学习质量的提升。 二、中学体育教学发展的适应性策 略 ( 一) 体 育教 师要 不断提升 自身的综合 素养 身体 育兴趣为主导 ， 关 于传统 的教学 内容应取其 精华 、弃其 糟粕 ， 对于教学内容进行科学化 、系统化地整合 ， 真正提升学生 的体育 文 化素养。 【 参考文献】 [ 1 ] 贾红辉 . 中学体 育教 学 中存 在 的 问题 及反 思 [ J ] . 教 育教 学论 坛 ， 2 0 1 3 ( 1 2 ) [ 2 ]胡妹 妹 . 对 中学体 育教 学现 状 及其 发 展 对策 的探 讨 [ J ] . 黑河教 育 ， 2 0 1 3 ( 1 0 ) 第一 ， 中学体育教师应及时调整和转变落后 的教育理念 ， 由过 去重 知识 传授转变为重身体素质 、技能 、心理素质等综合能力 的培 养上来 ， 将体育教学置于较为重要 的地位全面抓好 。第二 ， 体育教 [ 3 ]谢登 攀 . 中 学体 育教 学 现 状 分 析 及 改进 对 策 [ J ] . 时代教 育， 2 0 1 3 ( 0 6 )
小学语文适应新课标教学策略探究 第6篇
【关键词】新课标 小学语文 教育教学 策略
【中图分类号】G623.2【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2015）16-0086-01
参加小学语文新课程培训，学习新课标，学习新理念，认识到教学必须有一定的策略。小学语文课程是义务教育的一门主要课程，它从时代需求、国民素质、个性发展的高度出发，引导小学生学习对语言文字的认知与运用，传承优秀文化，体悟人文情怀，提高分析、解决问题能力，形成理性思维，树立创新意识。它是学生学习其他课程的基础，同时也是学生终身发展，形成科学的世界观、价值观的基础，对于提高全民族素质具有重要意义。
小学的语文课程力求将教育改革的基本理念与课程的设计、内容确定以及课程实施有机结合起来。
一、小学语文课程的基本理念
小语新课标的总体目标中提出的小学语文知识（包括语文事实、语文活动经验），本人认为可以这样简单表述：小学语文知识是基础知识与综合技能以及演绎的知识。所谓小学语文事实指的是能运用小学语文及其方法去解决现实世界的实际问题，小学语文活动经验则是通过小学语文活动逐步积累起来的。
1.小学语文的基本思想。
小学语文基本思想可以概括为三个方面：即“识字、写字与学词的思想”、“阅读与口语交际的思想”和“习作与综合性学习的思想”，这三者构成了小学语文思想的最高层次。对小学而言，大致可分为十个方面：即拼音、识字、句子、組段、篇章、分析短文、开卷有益、畅所欲言、标点符号与修辞手法思想和基础知识与综合技能思想。基于这些基本思想，在具体的教学中要注意从低年级开始渗透，但不必要进行理论概括。而所谓语文方法则与语文思想互为表里、密切相关，两者都以一定的知识为基础，反过来又促进知识的深化及形成能力。方法是实施思想的技术手段；而思想则是对应方法的精神实质和理论根据。就小学语文而言，大致有以下几种：识字、写字教材与教学转化、阅读教材与教学的组合、口语交际教材与教学的映射、习作教材与教学的构造、综合性学习教材与教学的概括、知识的具体化与综合技能的形成性等。
2.重视小学语文思维方法。
小学语文提高学生的语文思维能力，是小学语文教育的基本目标之一。小学语文思维的特性：基础性、综合性、理论性。小学语文思维的结构和形式：结构是一个多因素的动态关联系统，可分成四个方面：小学语文思维的内容（材料与结果）、基本形式、操作手段（即思维方法）以及个性品质（包括智力与非智力因互素的临控等）；其基本形式可分为逻辑思维、形象思维和直觉思维三种类型。
小学语文思维的一般方法：观察与实验，比较、归类与系统化，归纳总结与教学分解，分析与综合，抽象与概括，一般化与特殊化，模型化与具体化，类比与模仿、联想与猜想等。思维品质是评价和衡量学生思维优劣的重要标志，主要表现为：思维的广阔性、深刻性、灵活性和批判性、独创性等。
3.应用小学语文的意识。
“应用”这个提法是以前大纲所没有的，这几年颇为流行。结合当前课改的实际情况，可以理解为“理论联系实际”在小学语文教学中的实践，或者理解为新课程理念的“在分析解决问题中学习”的深化。新旧教材中，都配备有所谓的专题分组，有许多内容已经很陈旧，与现实生活相差甚远。结合实际重新编写课文只是增强应用语文的意识的一部分，而绝非全部；增强应用语文的意识主要是指在教与学观念转变的前提下，突出主动学习、合作性学习、主动探究。教师有责任拓宽学生主动学习的时空，指导学生撷取现实生活中有助于语文学习的东西、启迪学生的应用意识，而学生则能自己主动探索，自己提问题、自己想、自己做，从而灵活运用所学知识以及小学语文的思想方法去解决问题。
4.注重信息技术与小学语文课程的整合。
小学语文课程应提倡实现信息技术与课程内容的有机整合，整合的基本原则是有利于学生认识语文的本质。在保证基础训练的过程中，尽可能的使用科学的学习方法、各种语文教育技术平台，加强语文教学与信息技术及其他学科的结合，鼓励学生运用已有知识和技能、创造性学习方法等进行探索和发现。
二、小学语文课程设置
1.小学语文课程分为精读课文与阅读课文两部分。
其确定的原则是：满足未来公民的基本小学语文需求，为学生进一步的学习提供必要的小学语文准备。选学课文内容确定的原则是：满足学生的兴趣和对未来发展的需求，为学生进一步的学习、获得较高的语文素养奠定基础。
2.设置了小学语文导语、课例、小学语文园地等文化内容。
小学语文课程设置了自然奇观、观察与发现、中外童话、笔下动物、世界遗产、人间真情、成长故事、科技成就等小学语文文化内容是贯穿了整个小学语文课程的重要内容，不单独设置，而是渗透在每个单元中，有助于培养学生勇于质疑和善于反思的习惯，培养学生发现、提出、解决实际问题的能力，有助于发展学生的创新意识和实践动手能力。
3.模块的逻辑顺序。
单元课程是以精读课文为基础，教师应在保证精读课文课程，选读课文的基础上，尽量让其学习文后的选读课文，以满足学生的基本选择需求，并积极开发、利用校外课程资源。
三、小学语文课程实施建议
小学语文课程改革从理念、内容到实施，都有较大变化，要实现课程改革目标的关键是教师。所以，我们必须首先转变观念，充分认识到课程改革的理念和目标，以及自己在课程中的角色和作用。语文教学要体现课程改革的基本理念，在教学设计中充分考虑小学语文的学科特点，小学学习功能的心理特点，不同水平、不同兴趣学生的学习需要，运用多种教学方法和手段，引导学生积极主动的学习，掌握小学语文的基础知识和基本技能以及他们所体现的小学语文思想方法，发展应用意识和创新意识，对小学语文有较为全面的认识，提高语文素养，形成积极的情感态度，为未来发展和进一步學习打好基础。同时，充分运用好“班班通”或多媒体及课件的辅助教学手段，是获取教学质量的重要方法。
文化适应策略下的美好乡村构建 第7篇
1. 引言
在我国城市化快速进程不断加速的过程中, 农村城市化和小城镇建设逐渐成为城市化的主体。而农村与城市的本质差异, 导致了乡村文化与城市文化的二元结构 (表1) , 城市文化作为主流文化和强势文化使绵延了几千年的农村文化面临着前所未有的文化冲击, 严重制约着新农村建设的顺利推进。巩固乡村文化阵地, 推动乡村文化的自觉, 促进乡村文化与城市文化的整合, 尽快实现城乡一体化, 已成为当前新农村建设面临的一项紧迫任务。
2. 文化适应的相关理论
2.1 概念提出
学者们从不同的角度对文化适应问题做了研究, 人类学家和社会学家关注于群体的文化适应研究, 心里学家关注个体层次的研究。1883年鲍威尔首次给“文化适应”做了定义。人类学家雷德菲尔德, 林顿和赫斯科维茨给出了现在普遍认可的经典界定。贝瑞借鉴人类学的理论和方法在两个层面完善了概念:一是在文化层面或群体层面上的文化适应, 也就是文化接触之后在社会结构、经济基础和政治组织等方面发生的变迁;另一个层面是指心理或个体层面上的文化适应, 也就是文化接触之后个体在行为方式、价值观念、态度以及认同等方面发生的变化[1]。保持传统文化和身份的倾向性, 以及和其他文化群体交流的倾向性的双维文化适应理论模型是目前使用最广泛的 (图1) [2]。
3. 文化适应的策略
根据个体在两个维度上的不同表现, 贝瑞区分出了4种不同的文化适应策略:整合、同化、分离、和边缘化 (图1) 。
3.1 整合的文化适应策略
当文化适应个体既重视保持原文化, 也强调与其他群体进行日常交往时, 其使用的就是“整合”的文化适应策略[2]。城市与乡村在文化适应上应是一种相互吸纳的文化整合模式。这种整合既可保留乡村文化的地域性, 也可促使乡村文化的自我更新。美丽乡村行动在推动城市文化和乡村文化整合的过程中, 既要保持原有的乡村文化, 也要促进其对城市文化的吸收, 创造出更加绚丽多彩的新文化。
3.2 同化的文化适应策略
当个体不愿意保持他们的原有文化认同而追求与其他文化群体的日常互动时, 其使用的就是“同化”的文化适应策略[2]。现在众多的乡村已经失去了以往的地域特征, 传统的乡土建筑和乡村文化正在被城市同化。我国新农村通过短时期设计和建造与长时期受环境和社会文化影响形成的传统聚落属于两种截然不同的形成机制, 在设计者、建造者、使用者完全分离, 建筑作为批量生产的商品的建造机制下, 传统民居建筑许多有价值的文化特征与建造技术可能会被忽略或抛弃。[3]
3.3 分离的文化适应策略
当个体在重视自己原有文化并希望避免与其他群体进行交流, 这时就出现了“分离”[2]。分离对于保持乡村文化的完整性、原真性, 促进乡村文化的稳定性有一定的意义。在这种模式中乡村原有文化基本无改动, 在文化上保持独立。运用这种模式的前提是原乡村文化底蕴深厚, 具有优质的强文化, 当地居民不愿文化有所改变, 可常见于我国的偏远地区。
3.4 边缘化的文化适应策略
当个体对保持原来文化和与其他群体进行交流都没有太大兴趣时, 其文化适应策略就是“边缘化”[2]。我国中西部地区的一些乡村在与城市的接轨过程中, 就因为经济发展的边缘化, 导致了其文化的边缘化。这种乡村既放弃了自己的传统文化, 同时又不愿意接受外来文化, 处于一种文化的迷茫状态, 最终在城市文化的整合下而消失。
整合策略 吸收式 渗透式 分离式 消亡式
整合结果 新优质强文化 新优质强文化
乡村在城市化的建设过程中, 要融入到整个经济体中, 成为建设的主体, 既要保持传统文化的原真性, 也要避免被城市文化同化和边缘化, 这就需要在对乡村文化自身的提炼与传承的基础上, 促进乡村文化与城市文化的整合, 把城市文化中先进的内容融入到乡村文化中, 从而促进乡村文化的提升、创新和可持续发展 (表2) 。
4. 文化整合策略下的美丽乡村建构
4.1 美丽乡村的概念
20世纪20年代初, 晏阳初提出“乡村建设”的概念。30年代后, 梁漱溟提出要注重农民的教育问题, 破除陈规陋俗。改革开放以来, 在1984年中央1号文件、1987年中央5号文件和1991年十三届八中全会《决定》中提出“建设社会主义新农村”。2005年十六届五中全会提出要按照“生产发展、生活宽裕、乡风文明、村容整洁、管理民主”的要求, 扎实推进社会主义新农村建设。2007年十七大提出“要统筹城乡发展, 推进社会主义新农村建设”。2008年, 安吉县提出“中国美丽乡村”计划, 出台《建设“中国美丽乡村”行动纲要》, 将农村文化建设提升到国家发展战略的高度。
4.2 基于整合的主体素质提升, 农民城市化
要整合城乡文化, 就要促进农民对城市文化的适应, 增强农民的文化主体意识, 提高农民文化素养, 引导农民理解乡村文化和城市文化, 促进农民的城市化。而促进农民城市化, 就是促使农民正确的对待自己的文明, 理智的选择, 从而摆脱各种无意义的冲动和盲目的举动, 对其反思, 做到有自知之明的“文化自觉”[4]。文化自觉是个艰巨的过程, 这个过程首先是认识自己的文化。
4.3 基于整合的乡村文化激活与强化
美丽乡村之所以美是因为其多姿多彩、独具特色的乡村文化。而要在城市化的浪潮中留住这些美, 就要求我们在系统地发掘地方风貌、民族风情、生活习俗等优秀民间文化资源的基础上, 激活地方乡土文化, 开发具有民族传统和地域特色的农村文化活动, 使地方文化得到提炼和利用, 使传统民族文化得到弘扬和强化。乡土文化在不断吸收城市文明的同时, 借以强化自身, 城市文化也会吸收乡土文化中的精髓, 从而使得城乡文化不断整合, 使农村文化具有持久的活力。
4.4 现代文明的吸收, 农村的现代化
自改革开放以来, 我国城市经济得到了快速的发展, 但农村发展远远落后于城市, 与城市的差距越来越大, 农民没有享受到改革带来的成果, 城乡形成了二元对立的结构。建设美好乡村, 就要促进农村文化对现代文明的吸收, 就离不开农民的城市化和农村的现代化, 在注重乡村文化传承的基础上, 以现代科学技术对村庄科学规划, 实现农业现代化、农村工业化、农村城镇化是农村现代化的必经之路 (表3) 。
4.5 乡村文化可持续发展
乡村文化的可持续发展既包含乡村文化的发展, 也包括生态平衡、环境保护和资源可持续利用的问题。在确定乡村的价值定位的基础上, 挖掘乡村文化要素和生态要素, 引导乡村文化与生态的同步发展, 实现乡村文化复兴与延续, 实现乡村文化与经济、生态建设相互协调, 共同发展, 形成“乡村—文化—生态”一体化的可持续发展。促使人们重视乡村文化的保护、提升和持续利用。
5. 结语
乡村是中国传统文化传承和发展的地方。没有乡村文化的发展, 中国的现代化进程和城市化的目标就很难实现。因此, 准确把握新世纪新形势下新农村文化发展的方向, 增强乡村文化产品的吸引力和影响力, 推动现代科技在乡村文化领域的广泛运用, 推动乡村文化繁荣发展和创新, 推动传统文化与现代文化、乡村文化与城市文化的相互适应, 必将促进乡村的创新和可持续发展, 促进我国新农村建设的繁荣, 实现城乡的和谐发展。
摘要：基于当前农村城市化和城镇化的社会背景, 从文化适应的角度, 分析文化适应的四种策略, 探讨乡村文化与城市文化适应的模式, 提出美好乡村建设中乡村文化现代化发展要走农民城市化、农村的现代化、乡村文化的激活与强化和可持续发展的文化整合策略。
关键词：乡村文化,城市文化,现代化,整合,文化适应
参考文献
[1] Berry J W. Psychology of Acculturation, in J. J. Berman (ed.) , Nebraska Symposium on Motivation, 1989: Cross-cultural Perspectives, Lincoln: University of Nebraska Press, 1990, pp. 201-234.
[2] Berry J W, Poortinga Y P, Segall M H, et al. Cross- Cultural Psychology: Research and Applications (2nd ed.) . Cambridge (UK) : Cambridge University Press[M], 2002. 345～383
[3] 杨豪中, 韩怡.地域性建设模式的同化性与异化性研究 [J] .西安建筑科技大学学报:自然科学版, 2012 (6) :376-381
自适应协方差矩阵进化策略算法 第8篇
1 CMA-ES算法基本原理
CMA-ES算法通过动态的步长参数σ和动态的正定协方差矩阵C来引导种群的突变进化方向,其基本方程如下:
式中,xk(g+1)∈Rn是g+1代中的第k个个体;m(g)是g代种群适应度的平均值;σ(g)是g代种群进化的步长;C(g)是第g代种群进化的协方差矩阵。
具体实施步骤如下:
步骤1启动Matlab环境下的优化程序,设置CMA-ES算法相关参数。
步骤2从给定的或者随机产生的一个初始搜索点出发,以该初始点为搜索中心,按照一定的概率密度随机生成第一代种群(λ个),并评价该种群中所有个体的适应度。
步骤3根据适应度大小选择适应度较好的μ个个体组成新的种群来更新进化策略参数σ和C。利用进化策略参数调整下一代种群的进化方向,从而进行突变生成下一代种群。
步骤4对当前种群所有个体进行适应度评价,根据适应度大小选出最优解,对当前最优解进行收敛条件判断。如满足收敛条件则退出计算,当前最优解即为全局最优解;否则,返回步骤3。
受篇幅限制,CMA-ES算法基本原理详见文献。
2 算法测试
评定算法的优劣需要从算法的全局搜索能力和搜索效率两个方面进行研究。传统的优化算法寻优效率高,但是与初始点的选择很有关系,如果选择不当,很有可能找不到最优解或陷入局部最优。现代仿生类的优化算法全局性能好,能找到全局最优解,但是寻优过程中需要大量的函数评价次数。
国内外常采用的一些典型的测试基准函数来判断算法的优劣。本文中采用的函数及其表达式见表1。表1中的函数特征:U表示Unimodal,M表示Multimodal;S表示Separable,N表示NonSeparable。
在测试环境中,计算机配置为intel 2.40GHz处理器和2G内存,操作系统为Windows XP,计算软件采用了Matlab 2008。
2.1 全局搜索能力测试
全局搜索能力是指函数能够找到较高精度的最优解的能力。随着维数的增加,函数越不容易搜索到全局最优解。因此从不同维数测试函数的全局搜索能力是很有必要的。
CMA-ES算法的参数设置如下:种群数λ=4+[3ln n];搜索空间的下限为lb=[-4,4,…,-4],搜索空间的上限为ub=[4,4,…,4];函数Sphere、Schwefel、Cigar、Tablet、Elli的初始步长设定为1,函数Rosen的初始步长设定为0.1;维数分别取2、5、10、20、30;收敛条件设定函数精度为10-10。每种函数在每种维数下分别测试10次,取最好的结果,见表2。
从表2可知,CMA-ES算法具有很好的搜索性能,能够达到比较高的精度。对不同复杂的函数,CMA-ES算法都能找到最优解,证明了CMA-ES算法的全局性能好。
2.2 寻优效率测试
函数的寻优效率是指函数寻找到全局最优解所需要的函数评价次数,提高寻优效率也就是要降低函数评价次数。维数的不同也会对函数的寻优效率有影响。本文以简单的球形函数Sphere为例,对比遗传算法(简称GA)和粒子群算法(简称PSO),来研究CMA-ES算法的寻优效率。
CMA-ES算法的参数设置如下:种群数λ=4+[3ln n],初始步长为0.5(ub-lb),初始搜索点为X=lb+0.3(ub-lb);
GA算法的参数设置为:变异概率Pm=0.2,交叉概率Pc=0.8,初始搜索点与CMA-ES算法相同;
PSO算法参数设置:学习因子C1=C2=2.0,种群数分别取10、20、30。
3种算法取相同的搜索空间:下限为lb=[-4,-4,…,-4],上限为ub=[4,4,…,4];维数分别取2、4、6、8、10;收敛条件设定函数精度为10-3。每种函数在不同参数和维数下分别测试10次,取最好的结果,如图1。
从图1可知,随着维数的增加,函数评价次数也相应增加。同时,CMA-ES算法在各个维数上的函数评价次数明显小于PSO算法和GA算法,在高维数上表现更为明显。由此说明CMA-ES算法的寻优效率高。
3 结语
本文通过采用典型测试基准函数对CMA-ES算法在全局搜索能力和寻优效率两个方面性能进行研究。算例结果表明,CMA-ES算法具有全局性能好,寻优效率高的特点。本文方法对于高维度复杂的工程优化问题的适应性问题需进一步研究。
摘要：自适应协方差矩阵进化策略(CMA-ES)算法是Nikolaus Hansen等人提出的一种新的进化算法,通过模拟自然界生物进化过程,达到寻优目的。多个测试函数结果表明,该算法具有全局性能好、寻优效率高的特点,为解决高计算代价复杂工程优化问题的求解提供了新的途径。
一种自适应传输策略的选取方法 第9篇
随着无线通信发展以及应用的多样化, 无线频谱资源越来越紧张, 高效的频谱利用技术变得尤为重要。传统的无线电系统中一般采用固定传输, 为了在信道最差时能够正常通信, 系统设计一般留有很大余量保证系统的高可靠性。自适应传输方案则不同, 它可以使系统的平均吞吐量比固定速率传输提升数倍。通过信道认知技术, 根据信道状态提供可变的服务能力, 信道好时, 通过改变波形提供更高的可用带宽和优质的服务;信道变差时, 保证关键信息的可靠传输。这些技术利用无线信道的时变特性去改变发射功率、符号速率、编码方案、信号星座图或者这些参数的组合, 进而提高链路平均频谱效率[1]。
自适应调制编码 (Adaptive Modulation and Coding, AMC) 是通过预测信道误码率 (BER) 而改变信道传输方案来提高信道频谱利用率的一种技术手段[2]。本文给出了一种适合工程应用的自适应传输策略的选取方法, 简单实用, 并且可以有效提高系统吞吐量, 达到信道利用率的进一步提升。
1 自适应传输仿真系统设计
自适应仿真系统框图如图1所示。
信道估计与均衡模块和AMC算法模块是自适应仿真系统中最重要的组成部分, 信道估计与均衡模块作用中信道估计部分是提供信道噪声估计值[3];频域均衡部分能以较低的复杂度对抗由多径效应引起的ISI干扰是抗信道频域选择性衰落的关键, 采用的算法是频域MMSE均衡算法;AMC算法模块的自适应参数主要是编码与调制。它主要根据信噪比 (SNR) 估计值实时改变系统传输参数, 在保证系统可靠运行的基础上, 提高频带利用率以及系统吞吐量。下面分别在AWGN信道和瑞利信道下介绍自适应传输策略的选取方法, 并给出仿真结果。
2 AWGN信道下自适应策略选取过程
在自适应传输系统中, 系统根据现在的信道情况预测下一时刻的信道。尽管目前信道估计的方法有很多, 但是实际很多系统依然采用SNR作为信道质量信息指标, 所以本文AMC方案也主要以SNR估计为信道的测量指标。
SNR门限可以在AWGN信道下不同的编码调制方式的BER-SNR曲线得到, 如图2所示。该方法通过把SNR分成N+1个区域, 进而得到N+2个SNR门限{γ}nN=+01, 其中γ0=0, γ∞=∞。
N个传输方案中的每一个都会运行于一个特别的SNR区域内。当SNR-γ落在区域γn≤γ≤γn+1内时, 相关的信道状态信息被发送到发射机。发射机随后调整其传输速率以及调制方式、编码方式, 进而形成新的传输方案保证了BER小于预期的目标BER。这样系统可以在较高SNR的条件下高效传输, 在较低SNR时降低频谱效率, 保证系统的鲁棒性。
然而, 自适应调制编码所面临的挑战是移动信道是时变的, 信道信息反馈就变成了一个限制因素。因此, 慢时变信道以及可靠反馈信道的假设对实现AMC方案是十分必要的。通过这种方式, 在反馈信道中传输策略选择信息时应该没有延迟或者很小, 进而保证发送下一帧时预测的SNR与实际的SNR不会出现太大偏离, 保证AMC方案的有效实施[4]。
3 瑞利信道下自适应传输策略选取过程
本文BER要求为10-5, 即目标BER0为10-5。又由于自适应模块是基于信道估计模块得到估计SNR, 从而给出相应的策略输出, 所以需仿真出所有策略组合的SNR-BER曲线。
结合指标要求, 首先建立一种信道模型, 该信道模型设置5个多径, 各径时延分别为0μs、0.1μs、0.3μs、0.5μs和15μs, 幅度分别为0 dB、-1.5 d B、-4.5 dB、-7.5 dB和-8 dB。
所有策略组合的SNR-BER曲线如图3所示。
归一化吞吐量计算公式为:
式中, L为数据符号长度;H为帧头长度;ber为系统BER;M为调制阶数。
根据图3, 将自适应传输门限划分为6个区间:<9 dB、[9, 12]d B、 (12, 15]dB、 (15, 18]d B、 (18, 21]d B和>21 dB。对应每个区间, 结合选择吞吐量最大策略。其备选策略和选择策略如表1所示。
由式 (1) 可以得到5种策略的吞吐比较曲线, 如图4所示。
对不同符号速率下的策略选取, 也可以采用上述策略确定原理来处理。考虑发射功率恒定的自适应系统, 当符号速率减半时, 信号功率不变, 但由于带宽减半从而导致噪声功率减半, 因此SNR相当于提高了1倍。此时, 在理论上, 非线性系统最大能够得到类似于线性系统的3 dB增益[5]。但实际上, 当符号速率降低时, 非线性系统下的误码性能会呈现变好的趋势, 其误码性能曲线也会相应地沿横坐标 (SNR) 方向左移。前述最优策略的选取方法也同样适用于此时符号速率降低的情况, 从而可以实现变符号速率的自适应传输[6]。考虑到确定方法的一致性和叙述的简洁性, 在此对不同符号速率下的自适应策略表不再加以赘述。
4 结束语
通过研究自适应传输的基本原理, 指出适应于信道变化的编码调制技术可以显著提高系统的吞吐量, 进而提高频谱使用效率[7,8]。在对应的门限区间内自适应编码调制技术不仅满足规定的BER要求, 而且可以达到最大的吞吐量值, 从而提高了频谱利用率, 为AMC模块制定最优的自适应传输策略进行指导。从计算复杂度的角度来看, 该方法的计算量小很多;同时, 从工程可实现性的角度来看, 该方法也更适于实际工程场景。研究表明, 该方案能够根据信道的变化合理地调整策略切换门限, 使自适应传输系统更好地适应无线信道复杂的电磁环境。
摘要：针对无线通信信道的变化, 为了提高频谱的利用效率, 增加系统的吞吐量, 提出了一种自适应传输策略选取方法。给出了仿真系统的总体设计框图, 分析了主要部分的功能和作用;分别介绍了在加性高斯白噪声信道 (AWGN信道) 下和变参信道 (瑞利信道) 下的自适应策略的建立准则, 给出了在不同信道模型条件下自适应策略建立的依据和方法, 并研究了对应传输策略的吞吐量。研究结果表明, 自适应调制编码传输策略可以更好地利用信道条件, 从而达到信道利用率的有效提升。
关键词：自适应传输,自适应调制编码,吞吐量
参考文献
[1]LI Feng.An Uplink Power Control Algorithm Using Traditional Iterative Model for Cognitive Radio Networks[C]∥Journal of Central South University, 2012:2 816-2 822.
[2]YU Yang.A Novel Adaptive Rate Control Algorithm for SC-FDE Systems[J].The 11th International Conference on Signal Processing, ICSP2012, 2012 (2) :1 443-1 448.
[3]龚蕾.OFDM系统信噪比估计与自适应传输技术的研究[D].西安:西安电子科技大学, 2009:15-29.
[4]崔亮, 杨明.现代通信技术的未来发展方向[J].中国科技信息, 2005 (24) :36-37.
[5]梁立宏.OFDM中的自适应调制技术研究[D].重庆:重庆大学, 2005:25-38.
[6]韩晓晗.无线信道特性分析[J].广播电视信息, 2009 (7) :28-30.
[7]肖先赐.计算智能方法在非合作信号参量估计中的应用研究[D].成都:电子科技大学, 2005:25-64.
适应性教学策略的研究与实践 第10篇
一良好的开端是成功的一半
俗话说:“良好的开端是成功的一半。”对于活泼好动的初中生来说, 兴趣是推动学习的关键。在平日的教学中, 巧妙导课便成为成功课堂至关重要的一部分, 抓住学生的心, 就不怕每一个知识点不会触动他们的每一根神经。英语课堂上惯用的导课方式诸多, 如使用游戏、歌唱、提问、设置悬念、启发谈话、对话表演等。但如何恰如其分地选用适合本节教学的导课方式, 一定要研读教学内容, 分析学生特点以及思考前后环节的连贯性。
例如, 在进行九年级第六单元I like music that I can sing along with的新授课时, 通过学习教学大纲, 了解到定语从句仅限于掌握which、who和that所引导的从句。庞大复杂的定语从句知识内容瞬间被简化, 同时考虑到学生特点及教材内容, 决定选取两首曲风截然不同的学生耳熟能详的流行歌曲供学生欣赏。这个似乎很常见的导课方式, 却收到意想不到的效果。学生为两首歌的旋律感到兴奋, 而且由于兴趣被激发, 当我自然地抛出与歌曲相关的问题, “What do you think of these pieces of music?”“What kind of music do you like?”时, 学生在兴趣的引领下运用书中重要短语畅谈他们的感受, 在大量知识铺垫之后, 定语从句的介绍和使用水到渠成。
二遵守“循序渐进, 由简到繁”的规律
循序渐进原则是指教学要按照学科的逻辑系统和学生认识发展的顺序进行, 使学生系统地掌握基础知识、基本技能, 形成严密的逻辑思维能力。因此“由浅入深、由易到难、由简到繁”便成为我们平日教学中必须遵守的科学规律。
梁启超说:“求学譬如登楼, 不经初级而欲飞升绝顶, 未有不中途挫跌者。”遵循学生的成长及心理认知规律是我们每一位教育工作者不可忽视的方面, 揠苗助长是不可取的, 我们应遵循循序渐进的教学原则进行教学。在平日的教学过程中, 我注重引导学生关注词汇间的伙伴关系, 词组是单词之间最简单的搭配, 帮助学生找单词的合作伙伴成为教学中重要的一个过程, 随着日积月累, 学生们脑海里存储了大量英语词组, 有动宾搭配、偏正搭配、介词搭配等。短语的记忆帮助学生学会使用单词, 帮助学生疏通句意以及文意, 帮助学生在写作中提高用语的准确性, 甚至帮助学生出色地完成近两年的新中考题型——根据汉语提示完成英文句子。
三恰当使用多媒体辅助教学
多媒体教学以图文并茂、声像俱佳、动静皆宜的表现形式, 深受教师和学生的普遍欢迎。多媒体课件的精美图片、形象生动和不断变换的画面、内容丰富且声情并茂的声像资料等, 都有助于吸引学生的注意, 引起学生兴奋、愉悦的感受, 激发他们的学习兴趣, 调动他们学习的积极性。除了能提高学生的兴趣, 多媒体教学还有利于增强感官效应, 提高学生的学习效率。人的学习过程是通过自身的眼、耳、鼻、舌、身等主要感觉器官把外界信息传递到大脑, 经过分析、综合从而获得知识与经验的过程。心理学实验证实:人类获取的信息83%来自视觉, 11%来自听觉, 这两个加起来就有94%。因此, 在教学中使用多媒体技术, 有助于学生增进记忆和提高学习效率。
在教授八年级下第四单元长篇阅读He said helping others changed her life时, 为了帮助学生建立适当知识储备从而扫除阅读障碍, 在阅读这篇关于介绍志愿者生活及工作的文章前, 我播放了一段介绍志愿者教师徐本禹的视频, 随后将一张与文章内容及视频相关的短语幻灯片呈现于学生眼前供谈论观后感时用。除了视频带给学生的强烈感官刺激外, 学生们深深地被徐本禹这位志愿者教师的事迹所感动, 同时幻灯片上的短语使学生将视频内容和长篇阅读紧密地联系起来, 做到有话可说, 达到理解长篇阅读的良好效果。
在我们平日的教学中, 知识讲解的准确性固然重要, 但是如何让学生易于接受、乐于接受是我们每一位教育工作者不断探索的课题。中学教学在一定程度上存在着高耗低效的问题, 对此应提高教师素养, 转变教师观念, 改变学生学习方式等, 而最为关键的是要激发学生学习的积极性、主动性和创造性。学生的积极性、主动性和创造性如何激发?就应培养学生学习的兴趣。学生的兴趣如何培养?答案是:坚守人本原则, 设计人本教学, 构筑人本课堂, 教师要为学生提供体验成功的机会, 为学生搭建展示才华的平台。因为, 教育的本质就是一种“育人”活动。
参考文献
[1]尤书荣.活用多媒体教学, 活化新课程英语[J].天津教育, 2009 (5)
[2]魏晓芳.基于高中英语教学导入方法的探究[J].新课程学习 (下) , 2011 (4)
适应气候的建筑设计策略及方法研究 第11篇
关键词：适应气候；建筑设计；策略；方法
前言：目前，建筑设计不仅追求可持续发展，也追求生态建设，因而发展适应气候的建筑设计具有重要意义。设计建筑时，考虑气候的因素，不仅可以带给人们更加舒适和健康的生活环境，而且也符合我国现代追求低碳环保和节能的目标。为此，我国进行建筑设计时遵循一定的设计原理，并且有效结合地形和气候优势，进而选择利用合适的技术手段，能够建设出更加生态的建筑。
一、适应气候的建筑设计原理
气候的设计原理主要依据建筑自身的调节而实现，这是被动式的方法，但也可以通過环境设备等进行主动式的调控。适应气候的建筑设计，其目的是为了在设计初期，有效规避不利因素对建筑设计的影响，进而为使用者创造舒适的环境。因此需要有效利用气候条件，尽可能采取被动式的建筑设计，减少人工对建筑设备等的调节。被动式的气候建筑设计在较多情况下都适用。
二、适应气候的建筑设计策略
（一）考虑气候的要素和分区
衡量建筑是否符合适宜性要求的标准就是建筑设计是否与气候相协调。因此，对于不同气候地区应该采取不同的建筑设计，气候因素成为建筑师进行建筑设计之始需首要考虑的问题。例如：热带地区和寒冷地区的建筑设计就有较大的区别，热带地区的建筑设计主要遵循恒温原则，有效避免太阳对建筑的直接照射，进而利用蒸发降温技术以促进空气的快速流动；而寒冷地区的建筑设计需要考虑保温措施，由于寒冷地区的温度较低，因此需要有效的利用太阳能等资源以保持室内的温度。
（二）符合生态气候学的原则
目前，建筑设计需要遵循生态气候学的原则，以促进建筑设计更符合环保节能和为人类提供健康空间的要求。实现建筑设计的环保节能和低碳是建立在满足人类舒适性要求的基础上的，并不是一味的追求节能而忽略了人类的舒适感。做好建筑设计的节能工作，不仅可以为人类提供一个健康、舒适的环境，而且可以促进建筑的可持续发展。
三、适应气候的建筑设计方法
（一）建筑设计的选址和布局方式
1建筑设计的选址方法
首先，考虑太阳辐射的因素。太阳的热能为建筑本身提供了充足的热源，能够增高建筑的温度。另外，“万物生长靠太阳”，太阳与人类生活间联系密切，不可分离。因而，适应气候的建筑设计在选址中一定要依据太阳辐射因素而进行。其次，考虑风向的因素。自然界中有的风可以增加人们的舒适感，但有的风则会使人们厌烦，因而建筑师进行建筑设计时要考虑风向因素。再次，考虑降水因素。最后，对建设建筑的位置进行有效的区域气候分析，进而使建筑选址更为合理[1]。
2建筑设计的布局方式
首先，建筑设计的朝向布局，一般考虑太阳辐射和风这两个因素。例如：我国东北地区的四季分明，因而较多的建筑选择坐北朝南的朝向设计，这在很大程度上考虑了风的因素和太阳照射的因素。其次，建筑设计的间距布局，一般情况下考虑日光照射和通风性两个因素。如果建筑物间距过于密集，则通风性较差，日光照射度也较差；反之，则会增强日照和通风性，为人们提供更为舒适的环境。最后，建筑设计的群体布局，一般情况下，群体建筑更加有利于改善气候因素对建筑本身的不利影响，创造出更好的令人适宜的微气候环境。
（二）建筑外部空间的设计方法
1外部空间形态的设计
进行建筑外部空间形态的设计时，一定要考虑微气候环境为人类提供舒适性的因素，因此需要建筑师考虑风环境和热环境的因素以营造微气候环境。首先，建筑群体设计时要考虑风和建筑群体间产生的各种复杂因素，为建筑营造良好的风环境。其次，利用水体和绿化植被以改善建筑群体间的热环境。最后，针对地方实际气候而设计建筑的过渡空间，以达到室内与室外相融合的目的。
2外部空间的绿化设计
进行外部空间的绿化设计，可以起到调节微气候的目的。其一，绿化植被可以对建筑起到降温的作用；其二，绿化植被有利于通过蒸腾作用增加空气湿度；其三，绿化植被可以促进空气气流的流通，增强人们的舒适感；其四，绿化植被可以吸取城市的部分噪音，有利于为室内居民提供安静环境。此外，建筑外部空间的绿化设计要遵循一定的原则和方法，以发挥绿化设计的最大效果[2]。
（三）建筑本体的设计方法
1建筑空间的设计
建筑设计应结合具体的气候环境而进行，在不同气候条件下，其建筑设计也应进行相应的改变。首先，对建筑的体形设计，应结合具体要求而选择，一般情况下，比较规则的、简单的建筑体形可以增强保温效果。其次，对建筑进行组合设计时，一定要考虑阳光和风的因素，以使组合建筑物有良好的舒适感，即：阳光照射线强烈以及通风性能良好。一般情况下，选择自然通风，可以增强室内的舒适感。
2建筑外维护设计
首先，进行屋顶设计时，一定要使屋顶保持良好的热缓冲性能，以最大限度发挥建筑物的效果。一般情况下，建筑师比较倾向于利用双层维护结构以及在建筑屋顶建立生态绿化体系两种方式以保持和提高热缓冲性能。其次，进行外墙设计时，应该积极利用室外的气候环境以尽可能改善室内的环境。最后，对门窗进行遮阳设计，可以有效调节室内温度。
结论：
综上所述，适应气候因素的建筑设计可以较大程度满足人们对舒适和健康生活的需要，并可以为我国走低碳环保发展方向提供有利的条件。我国适应气候的建筑设计需遵循一定的设计原理，需要我国有关单位针对建筑建设的实际情况而采取有效的设计策略和设计方法。从而使建筑设计既能达到节能、低碳环保的目标，又能彰显出有地域特色的设计。
参考文献：
[1]李保峰.适应夏热冬冷地区气候的建筑表皮之可变化设计策略研究[D].清华大学，2004.
适应策略 第12篇
近年来, 分布式发电成为了未来能源的主要发展方向之一。然而分布式发电系统输出功率会产生波动, 对传统的大电网造成冲击, 降低电网运行的稳定性和可靠性。为了协调分布式发电与大电网之间的矛盾, 充分挖掘分布式能源为电网和用户所带来的价值和效益, 近年来学者们提出微电网的概念[1,2]。
孤岛微电网的控制策略主要分为以下两种。 (1) 主从控制[3]。此种控制策略需要微电网中一台逆变器作为电压源为微电网提供电压参考, 其他逆变器作为电流源并入微电网, 可以为微电网提供可靠的参考电压, 但是需要逆变器之间进行通信, 限制接入微电网的分布式发电系统的距离。 (2) 下垂控制[4,5,6,7]。此种控制策略借鉴同步发电机的运行特性来实现微电网的控制, 无需采用通信线, 系统结构简单可靠, 成本低廉, 容易实现“即插即用”, 但是微电网母线电压幅值和频率会随着采用下垂控制的逆变器输出功率的变化而变化, 将会对敏感性负荷产生不良影响。文献[8-10]分别对传统下垂控制进行了改进, 能够有效减小微电网在负荷波动时母线电压幅值和频率的不稳定, 但是不能消除电压幅值和频率的偏移。
本文设计的基于下垂系数步长自适应的微电网控制策略能够自动改变下垂系数的步长, 这种控制策略不但具有传统下垂控制策略的优点, 还可以有效地抑制逆变器输出功率变化带来的微电网电压波动。本文对基于下垂系数步长自适应的微电网控制策略进行仿真和实验, 验证了此种控制策略的可靠性和有效性。
1 下垂控制的原理
以两台逆变器并联为例, 含有两台采用下垂控制的逆变器的微电网可等效为图1。
图1中:U1和U2分别为逆变器1, 2的空载电压幅值;ф1和ф2分别为逆变器1, 2的空载电压与实际母线电压E∠0的相角差;R1和R2分别为逆变器1, 2的输出电阻与线路电阻之和;X1和X2分别为逆变器1, 2的输出感抗与线路感抗之和。在低压微电网系统中, 低压线路一般呈现阻性, 本文中通过对逆变器闭环控制器参数的合理设计[11]及加入虚拟阻抗等办法, 使得逆变器输出阻抗为感性。由此可得逆变器输出有功功率和无功功率可以表示为[12,13]:
式中:下标i取1或2。
由式 (1) 和式 (2) 可见, 此时逆变器输出的有功功率主要与相角有关, 逆变器输出的无功功率主要与幅值有关, 因此通过对输出电压的相角和电压幅值的控制来控制逆变器输出的有功功率和无功功率。下垂控制的微电网电压指令由下垂控制方程[14,15,16]产生, 其表达式为:
式中:m和k分别为有功功率和无功功率的下垂控制系数;ω*和U*分别为逆变器空载输出电压的角频率和幅值;ω和U分别为逆变器输出电压的角频率和幅值。
根据式 (3) 和式 (4) 可以得到微电网中P/f和Q/V的关系。以P/f为例, P/f之间的关系如图2所示。
在t1时刻, 采用下垂控制的逆变器输出功率为P1, 对应的角频率为ω1;在t2时刻, 微电网中分布式发电系统的输出功率发生变化而负载不变, 此时采用下垂控制的逆变器输出功率将发生变化, 设为P2, 但是下垂曲线m1并没有发生改变, 根据下垂曲线可以得出此时逆变器输出电压频率将会变为ω2, 此时微电网母线电压频率就会发生变化。同理, 当分布式发电系统输出的无功功率发生变化时, 微电网母线电压幅值也会发生相应的变化, 这会对接入微电网的设备产生不良影响。
2 基于下垂系数步长自适应的下垂控制原理
本文设计的基于下垂系数步长自适应的下垂控制策略能够有效地抑制微电网电压幅值和频率的偏移。如图2所示, 在t2时刻, 当逆变器输出功率变化为P2时, 该控制策略将自动更改下垂系数来改变下垂曲线的斜率, 新产生的下垂曲线如图2中的m2所示, 此时逆变器输出电压的频率就会重新回到ω1, 保持微电网母线电压频率不变。同理, 通过调整Q/V的下垂系数可以使微电网母线电压的幅值不产生变化。
2.1 下垂系数步长计算流程
下垂系数步长自适应的计算流程如图3所示。
从图3可以看出, 基于下垂系数步长自适应的下垂控制策略首先实时采集逆变器输出电压, 然后对逆变器输出电压进行修正, 使其与母线电压相同, 再通过对电压进行dq变换来得到母线电压幅值以及利用软锁相环[17]得到微电网母线电压的频率, 最后利用比例—积分 (PI) 调节器形成对下垂系数的闭环控制, 从而保持微电网母线电压的幅值和频率的稳定。
根据图3可得, 基于下垂系数步长自适应的微电网控制策略的下垂方程为:
式中:ω′和U′分别为期望的母线电压角频率和幅值;ωn*和Un*分别为第n台逆变器空载输出电压的角频率和幅值;ωn和Un分别为第n台逆变器输出电压的角频率和幅值;G1 (s) 和G2 (s) 分别为角频率环的PI传递函数和电压幅值环的PI传递函数。
在微电网运行过程中, 当分布式发电系统输出功率发生变化时, 微电网自身可以通过对母线电压角频率和幅值的闭环控制, 自动改变下垂系数的步长, 从而将微电网母线电压的幅值和频率控制在一个稳定的水平, 有效地抑制因分布式发电系统输出功率的波动而引起的波动。
综上所述, 由于文章篇幅所限, 基于下垂系数步长自适应的下垂控制策略的整体控制框图如附录A图A1所示。
2.2 下垂系数步长调节环路设计
由式 (1) 至式 (4) 可得, 采用下垂控制的逆变器功率均分主要受两个因素的影响, 分别为逆变器的下垂系数和逆变器的输出阻抗, 若能保持逆变器之间的输出阻抗相同且下垂系数合理就可以实现逆变器的功率均分。
为了保证逆变器的输出阻抗相同, 本文采用了虚拟阻抗技术[18,19,20,21], 即在逆变器的闭环控制外加入输出阻抗调节模块, 通过对虚拟阻抗的合理设计来保证微电网中各个逆变器的等效内阻抗相同, 从而抑制逆变器之间的环流, 提高系统均流控制精度和稳定性。
在逆变器的输出阻抗相同后, 为了实现逆变器之间的功率均分, 需要保证逆变器之间的下垂系数比不变。在本文设计的基于下垂系数步长自适应的控制策略中, 下垂系数是随着输出功率的变化而实时变化的。为了消除下垂系数调节环路对于功率均分的影响, 在控制环中加入了对下垂系数调节环路的逻辑控制, 具体的控制流程如图4所示。
首先采集逆变器输出电压和输出电流作dq变换, 并对其进行低通滤波, 然后对逆变器输出功率进行不同采样周期长度的平均值滤波处理, 其中短周期滤波作为逆变器输出功率的瞬时值, 长周期滤波作为上一次逆变器的输出功率, 以两次平均值滤波的差值作为逆变器是否均分的判断值, 与阈值进行比较。除此之外, 本文还对调节开关进行了延时验证处理, 以调节开关接入过程为例, 具体处理过程为:当通过逻辑判断发现逆变器输出功率不发生波动之后, 暂时不打开调节环路开关, 而是先进行计数操作, 每次计数时验证当前计数时刻功率是否发生大于阈值的波动, 若小于阈值, 计数值加1, 若大于阈值, 计数值重新清零, 当计数值超过设定的验证次数后, 再打开调节环路开关。通过上述两步的处理可以有效地减少逆变器因为输出功率计算误差而造成的逆变器调节开关的误动作。
当逆变器输出功率在采样间隔内变化大于其额定功率的0.5%时, 先将下垂系数调节环路切除, 让逆变器先按照下垂公式进行功率均分, 待均分完成之后再将下垂系数控制环路接入控制系统中。
根据逻辑控制条件, 可以将逆变器控制分为以下两种状态。
1) 下垂系数调节环路切除, 逆变器采用传统的下垂控制状态。
当逆变器采用传统下垂控制策略时, 由于虚拟阻抗环的加入可以保证逆变器等效输出阻抗的相同, 因此逆变器可以实现功率均分。
2) 下垂系数调节环路接入, 逆变器采用基于下垂系数步长自适应的下垂控制策略。
当逆变器实现功率均分之后, 将下垂系数调节环路接入控制系统。由于逆变器的等效输出阻抗相同, 因此实现逆变器之间的功率均分只需要保证逆变器之间的下垂系数比与环路接入之前相同。
以幅值调节系数环路为例, 幅值环的传递函数如式 (9) 所示:
式中:kp为比例环节的比例系数;Ti为积分环节的时间常数;Ud为微电网母线电压幅值。
根据传递函数可得其时域公式为:
根据式 (10) 可得, 因Un*为给定电压幅值, 因此Ud-Un*在每个逆变器中每个采样时刻也为相同数值。根据逆变器的参数不同, 本文通过合理调整kp和Ti的大小来保证逆变器之间的系数比与环路接入之前相同。以逆变器的额定功率为例, 逆变器A额定功率为S1, 逆变器B额定功率为S2, 传统的下垂控制为了保证两台逆变器之间功率均分, 两台逆变器中的下垂系数比为S1/S2。在接入下垂系数控制环路之后, 为了保持两台逆变器的下垂系数之比依旧为S1/S2, 则可设置两台逆变器拥有相同的Ti, kp的比例为S1/S2, 根据式 (10) 可得, 逆变器的下垂系数之比在环路调节过程中始终保持为S1/S2。
以幅值调节环为例, 在实际运行过程中, 影响逆变器下垂系数比的主要因素为调节环路中的PI参数, 对母线电压幅值的采样以及数字信号处理器 (DSP) 中包含调节环路计算的中断调用时间。针对以上三个因素, 本文均采取了一定的措施来保证逆变器在运行过程中下垂系数比与预定值保持一致。具体如下。
1) 不同的逆变器之间严格按照逆变器本身的下垂系数比来设计PI控制参数。
2) 对逆变器采样得到的母线电压幅值, 本文首先进行了限定位数处理, 然后再进行平均值滤波, 进一步减小逆变器对母线电压幅值的采样误差。
3) 在DSP中, 本文根据不同逆变器上DSP的时钟周期等信息来设置中断时间, 通过控制中断时间相同来保证在同一时段内下垂控制调节环路的调节次数相同。
通过上述处理过程, 可以有效地保证在实际运行过程中逆变器下垂系数比与设定值保持一致, 从而保证逆变器能够实现功率均分。
根据上文可得, 当下垂系数调节环路接入系统之前, 逆变器功率处于均分状态;下垂系数调节环路接入系统之后, 因逆变器的等效输出阻抗相同且逆变器下垂系数比与接入系统之前始终保持一致, 因此在下垂系数调节过程中逆变器依旧处于功率均分状态。
3 仿真与实验
本文在实验室微电网平台上对基于下垂系数步长自适应下垂控制策略进行了实验验证, 具体实验参数为:两台逆变器参数相同, 容量为10kVA, 开关频率为10kHz, 输入电压Vdc=260V, 输出电压U=110V, 频率为50Hz, 输出LCL滤波器, 滤波器侧电感Lf=0.8mH, 滤波电容C=60μF, 网侧电感L=2 mH, 在其中一台逆变器网侧电感后串联1mH的电感。光伏逆变器容量为10kVA, 输出LCL滤波器, 逆变器侧滤波电感Lpv2=0.6 mH, 滤波电容为Cpv=60μF, 网侧电感Lpv=3mH。因负载所需无功功率较小, 所以实验中设定光伏发电系统吸收无功功率。下垂系数调节环路中, kp均为2, Ti均为0.001。
实验中, 光伏发电系统输出电流如图5所示, 由于光伏发电系统是以电流源的形式并入微电网, 因此利用输出电流大小来反映其输出功率的大小。
2种控制策略下的微电网母线电压如图6所示。从实验结果可以看出, 当光伏发电系统输出功率发生变化时, 采用传统下垂控制策略的微电网母线电压幅值有明显的波动, 而采用基于下垂系数步长自适应的下垂控制策略的微电网母线电压幅值没有产生波动。这说明基于下垂系数步长自适应的下垂控制策略的微电网通过调节自身下垂系数的步长可以有效抑制光伏发电系统功率波动带来的电压幅值波动。
2种控制策略下的微电网母线电压频率如图7所示。通过对比可得, 当光伏发电系统输出功率发生变化时, 采用传统下垂控制策略的微电网母线电压频率是时刻变化的, 而采用基于下垂系数步长自适应的下垂控制策略的微电网母线电压频率是不变的, 这说明基于下垂系数步长自适应的下垂控制策略通过调节下垂系数步长可以有效抑制光伏发电系统功率波动带来的电压频率波动。
两台采用基于下垂系数步长自适应的下垂控制策略的逆变器输出有功功率和无功功率的对比如图8所示。可以看出, 采用基于下垂系数步长自适应的下垂控制策略的逆变器功率均分效果良好。
在微电网中, 若负载发生变化也会导致母线电压幅值和频率的偏移。图9为负载发生变化时逆变器的输出电流。可以看出, 微电网在某一时刻接入了非线性负载, 并且两台逆变器输出电流大小相同、相位一致, 说明逆变器功率均分效果良好。
图10 (a) 和图10 (b) 分别为逆变器所带负载发生变化时, 2种控制策略下的微电网母线电压。由图10可以看出, 当非线性负载加入后, 采用传统下垂控制策略的微电网母线电压幅值有明显的波动, 而采用基于下垂系数步长自适应的下垂控制策略的微电网母线电压幅值没有产生波动。
2种控制策略下的微电网母线电压频率如图11所示。通过对比可得, 当负载发生变化时, 采用传统下垂控制的微电网母线电压频率是时刻变化的, 而采用基于下垂系数步长自适应的下垂控制策略的微电网母线电压频率是不变的, 这说明基于下垂系数步长自适应的下垂控制策略通过调节下垂系数步长可以有效抑制负载变化带来的电压频率波动。
4 结语
通过对传统下垂控制策略的深入研究与分析, 针对分布式发电系统功率波动较大的特性, 提出了一种基于下垂系数步长自适应的下垂控制策略。该控制策略可以有效地防止微电网母线的波动, 提高微电网的电能质量。最后, 在微电网的实验平台进行了验证, 表明这种控制策略能够有效地抑制分布式发电系统带来的微电网母线电压波动, 具有一定的应用价值。
注：本站所有资料均来源于本站老师原创写作和网友上传，仅供会员学习和参考，旨在传播知识，不代表本站观点，与本站立场无关。若有侵权等问题请及时与本网联系，我们将在第一时间删除处理。E-MAIL：iwenmi@163.com
相关知识
自我心理调适范文12篇(全文)
健康引导论文范文12篇(全文)
儿童早期教育范文12篇(全文)
体育健康目标范文12篇(全文)
减肥计划书范文300字大全（范文3篇）
心理健康疏导方案范文（精选12篇）
电磁辐射与健康论文12篇(全文)
减肥计划书范文（通用15篇）
活动策划方案范文（通用44篇）
健美操论文范文8篇
网址: 适应策略范文12篇(全文) https://m.trfsz.com/newsview200965.html
