[發明專利]一種基于自適應遺傳算法的無線供電路徑配置方法

在審

• 申請號: 201811229085.5
• 申請日: 2018-10-23
• 公開（公告）號: CN109359773A
• 公開（公告）日: 2019-02-19
• 發明（設計）人: 李天童;寧平凡;牛萍娟
• 申請（專利權）人: 天津工業大學
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04;G06Q50/06;H02J50/00;G06N3/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種基于自適應遺傳算法的無線供電路徑配置的方法，包括以下步驟：(1)依照供電路段功率覆蓋率構建了多目標模型，將供電路徑配置問題轉化為組合優化的數學模型；(2)基于混合整數、0?1編碼的染色體編碼方式；(3)根據實際情況隨機初始化一組符合特定經驗要求的種群，作為自適應遺傳算法迭代運算的初始種群；(4)采用自適應遺傳算法根據迭代進度自適應調整兩個子目標函數權重值，求解目標函數較優解。

技術領域

本發明涉及一種無線供電路徑配置方法，具體涉及一種基于自適應遺傳算法的無線供電路徑配置方法，同時包括對供電路徑功率覆蓋率的簡化數學建模過程。

背景技術

工業自動化運輸車的應用掌握了自動化物料運輸的命脈，隨著智能制造轉型進程的推進，工業自動化運輸車將成為現代工廠的標配，對工業自動化運輸車的需求也會越來越大。現如今工業自動化運輸車的充電方式主要是離線式充電和定時更換電池等方式，存在充電不安全，充電效率低，會影響工作效率，以及增加不必要的維護成本等問題。無線供電方法應用在工業自動化運輸車中將有效地解決以上問題。

無線供電技術在動力系統供電中的應用也越來越多，主要有長導軌式和連續分段式，然而長導軌式動態充電方式會產生較大的電磁泄露，會極大降低充電效率。還有不論長導軌式還是分段式動態充電，隨著工業自動化運輸車運行總功率的提升，供電系統的成本也將大幅上漲。

供電路徑分布式配置問題是一種典型的配置問題，隨著總路徑長度的增加和系統總功率的提升，配置問題的優化目標主要是使用最少的供電路徑配置來滿足系統總功率。此類問題屬于NP-Hard問題，一般都采用啟發式算法如一般遺傳算法等來求解問題，但都很難求得問題的最優解，且算法收斂速度較慢，易于陷入局部最優等缺點。

發明內容

本發明目的是針對現有技術存在的缺陷提供了一種基于自適應遺傳算法的供電路徑配置方法，該方法可針對不同的工業自動化運輸車工作環境下的供電系統進行特定配置，以達到功率最大利用率，實現經濟效益最大化，減少資源浪費。

為達到以上目的，本發明采用的技術方案為：一種基于自適應遺傳算法的供電路徑配置方法，該方法采用如下步驟：

(1)依照供電路段功率覆蓋率構建多目標數學模型，將供電路徑配置問題轉化為組合優化的數學模型；

(2)根據實際情況隨機初始化一組符合特定經驗要求的種群，作為自適應遺傳算法迭代運算的初始種群；

(3)基于混合整數、0-1編碼的染色體編碼方式對初始種群進行編碼；

(4)采用自適應遺傳算法根據迭代進度自適應調整兩個子目標函數權重值，求解目標函數較優解。

進一步的，所述的步驟(1)具體包括：

(11)為實現更好的供電路徑配置，確定多目標優化問題的兩個子目標分別為總路徑功率完全覆蓋率和整體系統經濟效益；

(12)確定系統各項已知參數，包括：總路徑長度、運輸車的運行功率P_A、類型為S的供電路段的供電功率P_S、類型為S的供電路段的經濟成本e_s，根據已知項建立簡化的功率覆蓋模型；

(13)根據模型，建立簡化的經濟效益模型：

式中，N為路徑總長度L分割后小路段的總數，i為小路段編號，s為供電路段類型編號，e_s為類型為s的供電路段的經濟效益值，M_is表示在第i段小路段上鋪設了類型為s的供電路段；

(14)采用加權法將上述兩個優化目標構造為一個整體木匾評價函數，用于遺傳算法計算最優值。

進一步的，所述的步驟(12)包括：