適應(yīng)策略范文（精選12篇）

適應(yīng)策略 第1篇

隨著電磁環(huán)境的日益惡化,雷達(dá)接收信號中夾雜的干擾成分也日趨復(fù)雜。干擾信號的消除,尤其是有源干擾信號的消除,引起了廣泛的重視。國內(nèi)外學(xué)者提出了多種抗干擾算法,主要包括超低旁瓣、旁瓣對消和旁瓣消隱等3 類技術(shù)[1,2,3]。由于陣元耦合及復(fù)雜環(huán)境的影響,超低副瓣技術(shù)在工程實現(xiàn)具有較大的難度,且具有損失波束分辨率的缺點。通常而言,干擾來自于若干個離散的方向,旁瓣對消技術(shù)在這些干擾方向上對方向圖調(diào)零,就能達(dá)到有效的空間濾波效果。采用這種方式通常比實現(xiàn)超低副瓣天線容易得多。

對于大型陣列而言,旁瓣對消算法是一種常用的抗干擾策略。該方法使用陣列中的少量陣元作為輔助通道,其硬件復(fù)雜度要遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于全陣自適應(yīng)波束置零方法[4]。最初形式的旁瓣相消器由Howells提出來[5],Applebaum對Howells的研究成果進(jìn)行了推廣[6],可在多個方向形成旁瓣零陷。根據(jù)權(quán)值的計算方式,旁瓣對消算法主要可以分為兩大類: 一類是非自適應(yīng)旁瓣對消算法,如EI-Azhary I等人提出了基于均勻線陣的非自適應(yīng)旁瓣對消算法[7],但該算法只能對一個旁瓣進(jìn)行對消。Vendik O G、Sakhaei S M和Townsend J P[8,9,10]等人提出了自適應(yīng)旁瓣對消算法,可以通過添加更多的輔助陣元來對消更多的干擾。

本文研究面向星載通信系統(tǒng)應(yīng)用的相控陣旁瓣對消技術(shù)。為減少通道數(shù)目、降低系統(tǒng)造價,該相控陣采用稀疏布局,且僅有少量通道為數(shù)字化通道。根據(jù)應(yīng)用要求,主波束在 ± 8°之間掃描,而干擾方向在 ± 15°內(nèi),考慮干擾個數(shù)最多為2 個。在傳統(tǒng)旁瓣對消方法中,每個輔助通道均由一個單元天線組成,其優(yōu)點是對不同方向的干擾具有穩(wěn)定的對消性能。然而,在星載通信系統(tǒng)中,由于信噪比極低,采用這種方法會進(jìn)一步惡化系統(tǒng)信噪比。為解決這個問題,可以采用子陣的方式形成輔助通道,即每個輔助通道由若干天線單元通過射頻合成的子陣構(gòu)成。與單元天線相比,射頻子陣具有更高的增益、更窄的波束。因此,若子陣波束指向干擾方向或干擾方向附近,則最終可提高旁瓣對消輸出的信噪比,反之,若子陣波束的副瓣或零點對準(zhǔn)干擾,則會惡化輸出信噪比。基于此,提出一種自適應(yīng)—自適應(yīng)旁瓣對消策略,該策略首先估計出干擾方向,并使輔助波束主波束指向干擾方向,降低對消時輔助通道所需的權(quán)值,提高對消輸出的信噪比。仿真結(jié)果表明該方法在針對二維稀疏陣列干擾對消這個問題上性能要好于傳統(tǒng)對消方法。

1 自適應(yīng)旁瓣對消方法

自適應(yīng)旁瓣對消結(jié)構(gòu)示意圖如圖1 所示。

自適應(yīng)旁瓣對消基本原理是: 從主天線旁瓣進(jìn)入的信號和從輔助天線進(jìn)入的干擾信號同時送入自適應(yīng)處理器,再根據(jù)相應(yīng)的算法計算最優(yōu)權(quán)值W,該權(quán)值讓各輔助通道加權(quán)后的輸出剛好對消掉主通道接收到的干擾,從而讓系統(tǒng)輸出為目標(biāo)信號。

為消除輔助通道中目標(biāo)信號的影響,目前應(yīng)用較廣的技術(shù)有基于阻塞矩陣的旁瓣對消技術(shù)、恒增益旁瓣對消技術(shù)[11]以及基于特征空間的特征干擾相消器。當(dāng)干擾方向與期望信號相差不大時,使用阻塞矩陣也不能達(dá)到滿意的效果。經(jīng)研究,采用恒增益旁瓣對消方法。其權(quán)值表達(dá)式為:

式中,RX為輔助天線的自相關(guān)矩陣; rXd為主天線與輔助天線的互相關(guān)矩陣; a2( θ0) 為輔助通道在期望信號方向的導(dǎo)向矢量。

陣列布局示意圖如圖2 所示。采用N = 400 元等激勵均勻平面陣列為主陣列,陣元間距為2 倍波長。其中,灰色方形為主陣列陣元,黑色實心圓表示輔助陣元。16 個輔助陣元( 如圖2 方框所示) 分別構(gòu)成輔助通道1、2、3、4。

采用的平面陣列旁瓣對消結(jié)構(gòu)示意圖如圖3 所示。其工作過程為: 所有陣元接收信號,輔助陣元通過射頻加權(quán)構(gòu)成輔助通道輸出,主陣列陣元通過射頻加權(quán)構(gòu)成主通道輸出,然后再根據(jù)相應(yīng)的算法進(jìn)行自適應(yīng)旁瓣對消。下面將在該前提下對傳統(tǒng)旁瓣對消方法進(jìn)行仿真。

目標(biāo)信號為線性調(diào)頻信號,信號帶寬為2 MHz,信號脈寬為5 ms,目標(biāo)信號方向為( 10°,0°) 。干擾為2 個相互獨立的高斯白噪聲,其方向分別為( - 2°,0°) 、( - 15°,0°) ,干信比均為40 d B。假定每個通道都存在高斯白噪聲,且單個通道的信噪比為SNR = - 20 d B 。采用恒增益旁瓣對消方法。對消前后陣列方向圖比較( 截取 φ = 0 平面) 如圖4 所示。計算總陣列的系統(tǒng)輸出信號信噪比為0. 16d B。為確切知道輔助陣列波束的零點位置,放大圖4 的一部分得到圖5。由圖5 可知,輔助陣列波束的零點位置接近其中一個干擾方向( - 15°,0°) ,從而導(dǎo)致系統(tǒng)雖然能夠在干擾方向形成零陷,但是其方向圖的副瓣抬升很大。如果輔助通道陣列波束對準(zhǔn)某一干擾方向,則系統(tǒng)不能在該干擾方向形成零陷。

需要指出的是,若系統(tǒng)不進(jìn)行旁瓣對消,輸出信號的信噪比為:

從仿真結(jié)果可知,采用自適應(yīng)旁瓣對消方法后,盡管干擾被有效地對消掉,但是由于輔助通道最大波束指向與干擾方向差別較大,導(dǎo)致干擾對消后輔助通道的噪聲被放大,從而使得總陣列輸出的噪聲功率升高,最終導(dǎo)致系統(tǒng)信噪比下降很多。在該仿真中,信噪比下降了5. 86 d B。可見,若不能在對消前估計干擾方向,并使得輔助陣列波束方向?qū)?zhǔn)干擾方向,是不能有效提高對消輸出信噪比的。

2 自適應(yīng)—自適應(yīng)旁瓣對消策略

2. 1 自適應(yīng)—自適應(yīng)旁瓣對消策略基本步驟

針對傳統(tǒng)方法的不足,提出自適應(yīng)—自適應(yīng)旁瓣對消算法,其結(jié)構(gòu)示意圖如圖6 所示。

2. 1. 1 干擾方向估計

干擾方向估計本質(zhì)上是信號到達(dá)方向( DOA)估計的問題。利用陣列天線對DOA估計的方法包括最大似然法、熵譜分析和特征分解法等多種。由于基于特征分解的子空間算法多重信號分類算法( MUSIC) 算法[12,13]具有高分辨率以及較好的魯棒性能等特點逐漸成為DOA估計的主流算法。本文也采用MUSIC算法估計干擾方向。

MUSIC算法的譜估計公式為:

P的極大值方向則是干擾方向。式中,a( θ) 為輔助陣列的導(dǎo)向矢量; UN為由陣列數(shù)據(jù)協(xié)方差矩陣特征分解后由小特征值張成的噪聲子空間。

2. 1. 2 波束形成

在估計出干擾方向之后,自適應(yīng)—自適應(yīng)旁瓣對消方法的關(guān)鍵技術(shù)之一是如何綜合一個4 元陣列,使其在干擾方向形成波峰。通過波束形成技術(shù)可以將各個陣元輸出進(jìn)行加權(quán)求和,將天線陣列波束導(dǎo)向到某幾個方向上( 即干擾信號方向) ,這樣就可以解決在特定方向上形成波峰的問題。對比試驗了最小方差無失真響應(yīng)波束形成準(zhǔn)則、線性約束最小方差波束形成準(zhǔn)則和基于最大信干噪比準(zhǔn)則的波束形成這3 個方法。其中基于最大信噪干噪比準(zhǔn)則的波束形成方法在本文問題上具有較好的性能。

采用基于最大信干燥比準(zhǔn)則的波束形成方法得到的權(quán)值表達(dá)式為:

式中,a( θ0) 為輔助通道在期望信號方向的導(dǎo)向矢量; Ri + n為干擾噪聲協(xié)方差矩陣。

2. 1. 3 射頻加權(quán)

傳統(tǒng)天線陣列綜合大多是基于數(shù)字加權(quán)方法的。數(shù)字加權(quán)有著精度高的優(yōu)勢,但隨著陣列規(guī)模的變大,數(shù)字加權(quán)會帶來相當(dāng)大的計算量,這勢必導(dǎo)致系統(tǒng)工作效率降低,工程成本變高。隨著射頻技術(shù)的發(fā)展,于是自適應(yīng)—自適應(yīng)旁瓣對消策略嘗試用射頻加權(quán)取代數(shù)字加權(quán)方法,在有效保持系統(tǒng)性能的基礎(chǔ)上,既能加快系統(tǒng)速度,又能盡量減少工程成本。

2. 1. 4 自適應(yīng)—自適應(yīng)旁瓣對消

首先采用MUSIC算法估計信號中干擾方向。然后采用基于最大信干噪比準(zhǔn)則的波束形成方法求得權(quán)值Wopt之后,使用射頻加權(quán)方法將其加權(quán)在4 個輔助通道之上,輔助通道的波束的峰值就能夠指向估計出的干擾方向,從而實現(xiàn)與干擾環(huán)境的匹配。然后再采用恒增益旁瓣對消方法進(jìn)行旁瓣對消。

2. 2 自適應(yīng)—自適應(yīng)旁瓣對消策略仿真

上節(jié)介紹了自適應(yīng)—自適應(yīng)旁瓣對消結(jié)構(gòu)以及算法流程。為顯示將其與傳統(tǒng)自適應(yīng)旁瓣對消的效果進(jìn)行對比,下面采用與仿真1 相同的仿真條件對自適應(yīng)—自適應(yīng)旁瓣對消方法進(jìn)行仿真。

輔助通道采用最優(yōu)波束形成技術(shù),4 個通道分為A、B兩組,每2 個通道為一組。A、B兩組分別對準(zhǔn)一個干擾并分別在干擾方向形成峰值。利用MUSIC算法估計出的干擾方向3 位譜峰圖俯視圖如圖7所示,從圖7 中可以看出,在( - 2°,10°) ,( - 15°,10°) 形成2 個能量峰值,那么這2 個方向則為判斷出的干擾方向。由圖8 可知,輔助通道A在干擾方向( - 2°,0°) 形成峰值,輔助通道B在干擾方向( - 15°,0°) 形成峰值。與干擾方向完全吻合,仿真表明輔助通道波束指向與干擾環(huán)境較好的實現(xiàn)了匹配。計算系統(tǒng)輸出信號信噪比為6. 7 d B,而上文中提到傳統(tǒng)旁瓣對消方法系統(tǒng)輸出信號信噪比為0. 16 d B。比較圖8 和圖4 可知,采用自適應(yīng)—自適應(yīng)旁瓣對消方法,在副瓣保形能力以及輸出信噪比上要好于傳統(tǒng)自適應(yīng)旁瓣對消方法。

3 結(jié)束語

針對傳統(tǒng)自適應(yīng)旁瓣對消方法在二維稀疏陣列應(yīng)用中的不足,本文提出一種新的旁瓣對消方法———自適應(yīng)—自適應(yīng)旁瓣對消策略。該策略在傳統(tǒng)方法的基礎(chǔ)上,改用射頻加權(quán)法代替數(shù)字加權(quán)法;增加了干擾方向估計以及輔助通道波束形成2 步,從而實現(xiàn)輔助通道波束與干擾環(huán)境最大限度的匹配。從仿真結(jié)果可以看出,新方法相較于傳統(tǒng)方法有3 方面的優(yōu)點: 一是較高的輸出信噪比; 二是較強(qiáng)的副瓣保形能力; 三是有效降低了工程成本。

適應(yīng)市場變化優(yōu)化營銷策略 第2篇

1 湖南省硫酸工業(yè)現(xiàn)狀 硫酸是最重要的.基本化工原料之一,廣泛用于化肥、化工、國防、醫(yī)藥、冶金、石油、紡織、印染、皮革等領(lǐng)域.硫酸在化肥生產(chǎn)中的用量最大,占全部消費(fèi)量的60%～70%.2000年,世界硫酸產(chǎn)量為1.7億t左右,美國產(chǎn)量最高,其次是中國.我國的硫酸工業(yè)從20世紀(jì)80年代起開始迅速發(fā)展,2000年全國硫酸產(chǎn)量已達(dá)23.65 Mt.與之相應(yīng)的是,湖南省的硫酸工業(yè)也得到了很大的發(fā)展.1998年湖南省硫酸產(chǎn)量為921.7 kt;1999年為1 219.2 kt,其中硫鐵礦制酸725.3 kt,冶煉煙氣制酸467.5 kt,其它原料制酸26.4 kt;2000年達(dá)到1 281.7 kt.2000年湖南省的主要硫酸生產(chǎn)廠家及產(chǎn)量見表1.

作 者：張協(xié)仿  作者單位：湖南株洲冶煉廠 刊 名：硫酸工業(yè)  ISTIC英文刊名：SULPHURIC ACID INDUSTRY  年，卷(期)：2001 ”"(4) 分類號：F405 關(guān)鍵詞： 

應(yīng)對策略篇：以變應(yīng)變適應(yīng)新政 第3篇

不管是剛需首次購房，還是改善型需求，都會受政策的影響而變得與過去不同。比如對首次置業(yè)的剛需來說，他們可能會因為受“20%個稅”影響而需要承擔(dān)更高的購房成本，而改善型需求的房貸利率水平則極有可能會大幅增加。

新政的影響是全方位的，下面我們主要針對首次置業(yè)者、改善型需求以及投資性需求等主要需求，來進(jìn)行具體分析。

剛性需求：兩種物業(yè)可選擇

對于首次置業(yè)的剛性購房者來說，如果選擇二手房，那么購買兩類物業(yè)可適當(dāng)降低經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)，其一是購買超過5年且家庭唯一一套住宅，即“滿5唯一”型二手房，另一種則是無法核定原值的老工房。

目前市場上絕大多數(shù)以“到手價”的方式成交，通過這種方式，賣家能夠順利將稅費(fèi)成本轉(zhuǎn)嫁給買家。因此盡可能選擇符合稅費(fèi)減免條件，或者可以少繳稅的物業(yè)，以降低購房成本?！皾M5唯一”型二手房和無法核定原值的老工房則恰好符合該條件。

根據(jù)新“國五條”規(guī)定，嚴(yán)格征收“20%個稅”，這會使得稅費(fèi)成本大幅上升。以一套總價為150萬元的小面積二手房為例，2007年前后購入原值為50萬元，按照此前的納稅辦法，基本按總價的1%來計征，轉(zhuǎn)讓時個稅為1.5萬元；而按照新政規(guī)定以差值20%計征的話，初步估算個稅可達(dá)20萬元（未考慮其他開支扣除情況），兩者差額可達(dá)18.5萬元。

那么，這兩類二手房為何能降低購房負(fù)擔(dān)？這是因為不管是“滿5唯一”型二手房，還是無法核定原值的老工房，可享受免稅或者少繳稅優(yōu)惠政策。就在4月1日，北京市地稅局發(fā)布公告稱，5年以上家庭唯一住房免征個稅，未能核定原值按交易額1%計征。雖然目前其他城市尚未明確是否效仿北京做法，但不難猜測，各地在對待這兩類二手房的稅費(fèi)繳納問題上，將會與北京相仿。

改善型需求：清空記錄享受優(yōu)惠

對于改善型需求來說，購房成本極有可能會因為首付比例及利率水平的提高而導(dǎo)致購房門檻大增。

地方執(zhí)行細(xì)則均提到，會根據(jù)實際情況提高二套房貸首付比例和利率水平，因此此前風(fēng)傳的“首付7成、利率上浮1.3倍”極有可能會成為現(xiàn)實，這必將對改善型需求產(chǎn)生不小的影響。在這種情況下，對于大多數(shù)此前靠貸款買房的改善型需求而言，已找不到更好的辦法來降低新政的影響，除非不買房。因而我們這里討論的主要是被誤傷的群體，如何才能把影響降到最低。

對于有房無貸款的情形，怎樣才能做到“無房無貸”，一般的處理方式是將名下房產(chǎn)售出，這樣可實現(xiàn)在房產(chǎn)登記部門無房產(chǎn)登記記錄目的，從而在重新購買房產(chǎn)的時候，可以享受到首套房的優(yōu)惠利率。

首套房貸與二套房貸之間最大的區(qū)別在于首付比例和貸款利率水平的不同。如購買一套總價為200萬元的住宅，首套房首付只需60萬元，而二套房首付則極有可能會達(dá)到140萬元，兩者之間相差80萬元。由此看來，首付比例的提高，會讓部分改善型需求因為無法籌措到足夠的資金而放棄買房的想法。此外，利率上浮讓購房成本增加。同樣為100萬元的按揭貸款，借款期限為20年（等額本金還款法），在目前基準(zhǔn)利率6.55%的基礎(chǔ)上上浮1.3倍，其總的利息支出將達(dá)到1085815元，較8.5折利率水平下的利息開支660433元，大幅提高64.4%。

但不可否認(rèn)的是，對部分剛需存在“誤傷”的可能，諸如父輩買房時加上了子女的名字，這使得子女有了房產(chǎn)記錄。但子女長大后結(jié)婚并且經(jīng)濟(jì)條件改善之后，肯定會考慮買房，那么他們在申請按揭時，肯定會被當(dāng)做二套房對待。對于這種情形，專家建議子女把自己的那部分份額“轉(zhuǎn)讓”給父母，其所繳納的稅費(fèi)主要為1%或3%的契稅，通過“清空”有房記錄，來讓自己在買房的時候，重新獲得首套房資格。

當(dāng)然，也有人可能會通過贈與的方式來“清空”有房記錄，以重新獲得購房資格，或者能夠得以順利申請房貸。比如有些人想要改善居住條件，但又不準(zhǔn)備把原有房產(chǎn)轉(zhuǎn)讓出去，所以通常會采用贈與的方式，“轉(zhuǎn)讓”給自己的父母或者兄弟姐妹，如同股票代持。日后拋出房產(chǎn)時，只需代持方售出即可。但業(yè)內(nèi)專家提醒說，這種方式雖然能夠“清空”自己的有房記錄，但未來轉(zhuǎn)讓出去時卻必須面臨高額的稅費(fèi)支出，達(dá)到總房價的20%左右。國家稅務(wù)總局明確，受贈人取得贈與人無償贈與的不動產(chǎn)后，再次轉(zhuǎn)讓該項不動產(chǎn)的，在繳納個人所得稅時，以財產(chǎn)轉(zhuǎn)讓收入減除受贈、轉(zhuǎn)讓住房過程中繳納的稅金及有關(guān)合理費(fèi)用后的余額為應(yīng)納稅所得額，按20%的適用稅率計算繳納個人所得稅。

而對于有房有貸款的情形，如果之前的貸款記錄已達(dá)到兩次，則建議要按捺住換房的沖動。根據(jù)各地細(xì)則規(guī)定，目前仍然禁止發(fā)放第三套及以上購房貸款。所以不管名下是否還有房產(chǎn)，只要貸款記錄為兩次，再次申請房貸已是無望。

投資性需求：轉(zhuǎn)戰(zhàn)商業(yè)地產(chǎn)

對于投資性需求而言，需要重新選擇投資方向。

目前，由于國內(nèi)缺乏相對比較靠譜的投資選擇，所以房產(chǎn)成為社會資金所熱衷追逐的目標(biāo)。也正是因為大量投資資金的涌入，導(dǎo)致房價出現(xiàn)異動。鑒于此，新“國五條”細(xì)則通過限購、限貸、抬高轉(zhuǎn)讓成本等方式，來促使投資性需求離場。而在未來，隨著房產(chǎn)稅的漸行漸近，房產(chǎn)投資的持有成本也會隨之升高，因此從很大程度上來說，投資性需求在住宅方面，已無多少機(jī)會了。

如果不想與房地產(chǎn)市場離得太遠(yuǎn)，那么有兩種選項可以考慮，第一是考慮投資商業(yè)地產(chǎn)，第二則是適當(dāng)配置海外物業(yè)。

應(yīng)該說，商業(yè)地產(chǎn)目前面臨著不小的投資機(jī)會。最近幾年來，由于住宅市場熱而商業(yè)地產(chǎn)市場偏冷清，所以導(dǎo)致包括商鋪、寫字樓等在內(nèi)的商業(yè)地產(chǎn)價格一直積弱不振，漲幅有限，有些地方甚至出現(xiàn)“倒掛”現(xiàn)象，這意味著商業(yè)地產(chǎn)已是價值洼地。目前可關(guān)注的物業(yè)類型包括一些新興城區(qū)的商鋪、寫字樓、酒店式公寓項目。當(dāng)然，與高回報相隨相伴的是，投資商業(yè)地產(chǎn)風(fēng)險也比較大，這需要投資者認(rèn)真考察并細(xì)致研究才行。

梯度策略自適應(yīng)差分進(jìn)化算法 第4篇

1 自適應(yīng)策略差分進(jìn)化算法

自適策略應(yīng)差分進(jìn)化算法( Differential Evolution Algorithm With Strategy Adaptation for Global Numerical Optimization,Sa DE) 是在文獻(xiàn)[5 ~ 6]提出的,其主要思想是將效果較好的4 個變異算子策略集中在一起組成一個策略池,并記錄各個策略的歷史進(jìn)化情況,大概率選擇最優(yōu)策略。

Sa DE策略池中的4 個算子策略分別是

DE/rand/1/bin

DE / rand - to - best /2 / bin

DE / rand /2 / bin

DE / current - to - rand /1

其中,r1~ r5是隨機(jī)數(shù),代表5 個不同的隨機(jī)個體。F是一個均值為0. 5,方差為0. 3 服從正態(tài)分布的隨機(jī)數(shù),K為[0,1]的隨機(jī)數(shù)。

Sa DE的具體過程是在進(jìn)化初期,進(jìn)行LP代的學(xué)習(xí),學(xué)習(xí)規(guī)則是: 每個策略算子k均以1 /4 的概率被選中,且利用兩個矩陣( 成功矩陣nsk和失敗矩陣nfk) 來存儲相關(guān)信息,供后續(xù)計算自適應(yīng)選擇。在進(jìn)化LP代后,算法利用式( 1) ,計算每一代中每一個算子被選中的概率

其中

式中,k表示策略池中第k個策略; G表示當(dāng)前代數(shù);LP表示學(xué)習(xí)代數(shù); g = G - LP,nsk,g表示第g代策略k成功進(jìn)化的個體個數(shù); nfk,g表示第g代策略k失敗進(jìn)化的個體數(shù),為避免成功率為0 的出現(xiàn),ε 設(shè)為一個較小的正數(shù),本文中令 ε = 0. 01。

對于策略算子池中,每一個算子中都有一個參數(shù)CR,用于控制算子種群變異率的大小。Sa DE中也利用矩陣CRMemory1~ CRMemory4自適應(yīng)的調(diào)整參數(shù)CR。具體方法如文獻(xiàn)[5]。

可以看出,Sa DE算法采用自適應(yīng)的方式進(jìn)行學(xué)習(xí),但這樣做使得策略算子池中所擁有的策略成為了關(guān)鍵,一旦策略算子池中的策略均不能較好的求解當(dāng)前問題,則算法的效果就變差,且Sa DE算法中策略算子池中的策略均是隨機(jī)策略,其適用的目標(biāo)函數(shù)范圍雖廣,卻并未較好地利用目標(biāo)函數(shù)的性質(zhì)。

2 梯度策略自適應(yīng)差分進(jìn)化算法

2. 1 梯度搜索策略算子

為避免上述局限性,本文提出了梯度策略自適應(yīng)差分進(jìn)化算法,該算法是在原Sa DE算法的基礎(chǔ)上引入了梯度搜索策略算子,其利用了目標(biāo)函數(shù)的性質(zhì),從而使算法具有較好的搜索能力和穩(wěn)定性。

在Sa DE算法的步驟3 對每一個個體概率性的選擇一個策略算子池中的策略進(jìn)行變異,其本身有4 個策略,但均是隨機(jī)策略,本文在其中再加入一個策略算子———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,對于函數(shù)F( X) ,若在點a處可微且有定義,則函數(shù)在a點沿著梯度相反的方向下降最快。首先求出函數(shù)在初始點a的梯度grad( p) ,隨后- grad( P)沿著方向,向前前進(jìn)一小步,從而得到進(jìn)化子代。

函數(shù)F( X) 在P點的梯度為

其中,i,j,…,k分別表示各個維上的單位向量;分別表示各個維上函數(shù)F( X) 在P點的偏導(dǎo)數(shù)。

由于目標(biāo)函數(shù)是任何可能的函數(shù),不一定可微,因此偏導(dǎo)數(shù)的求解不能直接利用求導(dǎo)公式求解,文獻(xiàn)[7]提出了利用導(dǎo)數(shù)的定義進(jìn)行求解。根據(jù)導(dǎo)數(shù)的定義,函數(shù)在某一點的導(dǎo)數(shù)等于函數(shù)上某一點函數(shù)值的變化量與自變量變化量比值。若定義P點坐標(biāo)為( x,y,…,z) ,因此函數(shù)F( X) 在P點的x軸的偏導(dǎo)數(shù)為

其中,Δ 稱為梯度步長,其值為較小的數(shù),在實驗中Δ =0. 2。同理可求得

將式( 7) 和式( 8) 帶入式( 6) 中便可求得函數(shù)F( X) 在P點的梯度[7]。

值得注意的是,當(dāng)P點的梯度相當(dāng)大時,即使Δp =- 0. 01 × grad( P) 時也很大,這與前進(jìn)一小步的要求不符。文中令grad( p) 整體縮小E倍,記作grad( P)*,其中E表示grad( P) 中的最大的數(shù)量級,令 Δp為區(qū)間( - μ × grad( P)*,0) 之內(nèi)的一個隨機(jī)數(shù),其中 μ 稱為梯度隨機(jī)因子,0 < μ < 1,實驗中 μ = 0. 5。

2. 2 算法偽代碼

GSa DE算法具體步驟:

步驟1 隨機(jī)初始化種群;

步驟2 計算初始種群適應(yīng)值;

步驟3 While G<GMAX/*G表示當(dāng)前進(jìn)化代數(shù),GMAX為設(shè)定的最大進(jìn)化代數(shù)*/

2.1/*計算策略1~5的選擇概率p1~p5*/

2.2/*計算策略1~5的參數(shù)CR和F*/

對于種群中每一個個體,F均為符合N(0.5,0.3)的隨機(jī)數(shù);

對種群中的每個個體根據(jù)式CR=Normrnd(CRmk,0.1)計算其參數(shù)CR

2.3/*對每一個個體,依照選擇概率隨機(jī)選擇策略進(jìn)行變異,產(chǎn)生子代*/

若個體選擇的是策略1 ~ 4,則利用對應(yīng)的式( 1) ~ 式( 4) ,產(chǎn)生子代; 若個體選擇的是策略5,則利用梯度搜索策略求解子代,詳見利用梯度搜索策略求解P點子代Q步驟;

2. 4 選擇出成功進(jìn)化的子代與失敗進(jìn)化的父代組成新的一代種群;

2.5將本次的進(jìn)化情況記錄在成功和失敗矩陣ns,nf,將參數(shù)CR記錄在CRMemory1~5;

2. 6 G = G + 1;

步驟4 輸出當(dāng)前種群最優(yōu)解。

利用梯度搜索策略求解P點子代Q步驟:

步驟1將式( 7) ~ 式( 10) 帶入式( 6) 求解grad( p) ;

步驟2grad( P)*= grad ( P ) / E,其中E為grad( p) 中的最大的數(shù)量級;

步驟3Δp = ( - μ × grad( P)*,0) ,梯度隨機(jī)因子 μ = 0. 5;

步驟4 Q = P + Δp。

3 實驗結(jié)果

為進(jìn)一步驗證GSa DE的性能,文中選擇CEC2005基準(zhǔn)測試集1 ~ 14 號測試函數(shù)進(jìn)行測試,這些函數(shù)大部分是經(jīng)典測試函數(shù)的旋轉(zhuǎn)、平移以及復(fù)合,能夠較好地測試算法的性能,這些函數(shù)可在文獻(xiàn)[8]中找到。文中在Matlab 2008a中進(jìn)行實驗,對所有的測試函數(shù)測試25 次,求得25 次實驗的平均值。為了能反應(yīng)算法的有效性,文中將GSa DE與Sa DE,鄰域控制差分演化算法( NSDE) 以及協(xié)方差自適應(yīng)演化策略( CMAES)的實驗結(jié)果進(jìn)行對比,為保證公平起見,所有的算法都將使用相同的適應(yīng)度評估次數(shù),即3. 0 × 105,作為算法終止條件。Sa DE和NSDE,CMAES的實驗結(jié)果分別取自文獻(xiàn)[6,9]。

GSa DE參數(shù)如下: 種群規(guī)模NP = 100,維數(shù)D =30,學(xué)習(xí)代數(shù)LP = 50,終止進(jìn)化代數(shù)GMAX = 3 000代,MAX_FES = 100 × 3 000,梯度步長 Δ = 0. 2,梯度隨機(jī)因子 μ = 0. 5。實驗結(jié)果如表1 ~ 表3 所示。

從表1 可看出,對測試函數(shù)1 ~ 5,GSa DE算法的效果要略好于其他3 個算法。GSa DE、Sa DE以及NSDE均準(zhǔn)確找到了函數(shù)1 的全局最優(yōu)點; GSa DE對于函數(shù)2 的實驗結(jié)果要明顯優(yōu)于其他的算法; 對于測試函數(shù)3 和5,GSa DE、Sa DE以及NSDE的測試結(jié)果基本相當(dāng)。對于CMAES算法,其測試結(jié)果與其他算法的差異性較大,其在測試函數(shù)3 和5 上明顯優(yōu)于其他算法;這主要是因這兩類算法具有本質(zhì)的設(shè)計區(qū)別,對于問題的搜索偏向明顯不同。

如表2 和表3 所示,GSa DE算法效果要更優(yōu)于其他算法。GSa DE在函數(shù)6、7、9 上要明顯優(yōu)于Sa DE和NSDE,并且準(zhǔn)確找到了函數(shù)9 的全局最優(yōu)點。對于8、11、13 函數(shù),GSa DE與Sa DE和NSDE的實驗結(jié)果基本相當(dāng)。而CMAES算法也只是在函數(shù)6、7 上具有優(yōu)勢。

綜上分析,發(fā)現(xiàn)GSa DE算法在基準(zhǔn)測試集CEC2005 上的整體性能要優(yōu)于其他的比較算法。對于具有不同特點的測試函數(shù)都能夠進(jìn)行高效率的求解,這表明GSa DE算法不受求解問題的限制,具有較強(qiáng)的通用性。當(dāng)然GSa DE算法在求解CEC2005 測試集中某些函數(shù),例如函數(shù)10、12 也存在問題,這是由于梯度下降策略算子的加入,使得GSa DE的局部搜索能力加強(qiáng),但在進(jìn)化后期的廣度搜索能力卻得到了削弱,因此可能無法跳出一些局部最優(yōu)點。

4 結(jié)束語

本文在Sa DE算法的基礎(chǔ)上對算子池進(jìn)行了優(yōu)化,在其中加入梯度下降策略算子,更好地利用了目標(biāo)函數(shù)的特點,提升算法的全局搜索能力和適應(yīng)性,并將其命名為GSa DE。經(jīng)過對CEC2005 測試集中的1 ~ 14號測試函數(shù)進(jìn)行實驗并與Sa DE,NSDE以及CMAES等算法實驗結(jié)果進(jìn)行對比,表明GSa DE算法搜索能力較強(qiáng),效率較高,對解決高維全局優(yōu)化問題具有明顯優(yōu)勢。在后續(xù)工作中,文中將改進(jìn)本文算法,使之能更好地適用于復(fù)雜的多峰函數(shù)問題。

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中學(xué)體育教學(xué)的現(xiàn)狀及適應(yīng)性策略 第5篇

中學(xué)體育教學(xué)的現(xiàn)狀及適應(yīng)性策略

中學(xué)體育教學(xué)的現(xiàn)狀及適應(yīng)性策略 苑 愛 麗 ( 本 溪市第二十二 中學(xué)【 摘 要】 體 育教 學(xué)作 為 學(xué)校 基礎(chǔ) 教 育 的重要 組 成部 分 ， 是 搞好 其他 學(xué) 科教 學(xué)的重要 前提 基礎(chǔ) ， 身為 中學(xué)體 育教師 ， 只有 準(zhǔn)確 審度現(xiàn) 階段 體 育 教 學(xué) 的基本 現(xiàn)狀 ， 針 對存 在 的 問題提 出具體 化的 適應(yīng)性 策略 ， 才 能真 正 1 1 7 0 0 0 ) 師應(yīng)深刻認(rèn) 識到體育 教學(xué)本身 的重要作用 和對于學(xué) 生健 康成 長 、 發(fā)展的重要 意義 ， 通過多種渠 道和多種方 式不 斷提 升 自身 的教 學(xué) 能力和綜合素養(yǎng) ， 同時 ， 體育教師應(yīng)依據(jù)不 同學(xué)習(xí)層次學(xué)生 的個 體 差異性開展分層教學(xué) ， 因材施教 ， 使每位學(xué)生 的體育能力都能得 到 最大限度提高和發(fā)展 。第三 ， 體育 教師必 須要不 斷掌握 和提升 自 身的文化素養(yǎng)。雖然大多數(shù)體 育教 師都畢業(yè) 于體育 院校 ， 具有 一 定的體育技能和專業(yè)技術(shù)水平， 然 而居 于專業(yè) 限制 ， 整體上文化 素 養(yǎng)都不高 ， 使他們 的理論知識 、教學(xué)方法及思想交流溝通上都受 到 了較大程度限制 。 ( 二) 不斷完善 中學(xué)體育教 學(xué)制度 現(xiàn)階段 中學(xué)體育教學(xué)不夠 規(guī)范 化 ， 教 學(xué) 內(nèi)容 較為 固化 、枯燥 ， 發(fā)揮 體 育課 程的教 育作 用和 宗 旨 ， 以推 進(jìn) 中學(xué)教 育教 學(xué)的 最大化 發(fā)展 。 【 關(guān) 鍵詞 】 中學(xué) ; 體 育教 學(xué) ; 現(xiàn)狀; 適應(yīng) 性策略 前 言 體育教學(xué) 是一 種有 計劃 性 、針對 性 、組 織性 的特 殊 化教 育 活 動， 它不僅增強(qiáng) 了學(xué) 生 的身 體素 質(zhì) ， 而且 也 培養(yǎng) 了學(xué)生 的競 爭 意 識、創(chuàng)新 思維 、歸屬感 、責(zé)任感和團(tuán)結(jié)協(xié)作能力 ， 在素質(zhì)教育 中發(fā)揮 著無法替代 的重要作 用 。以下筆 者 分析 了 當(dāng)前 中學(xué) 體 育教 學(xué) 現(xiàn) 狀， 并針對存在問題提出 了針對性強(qiáng) 的適應(yīng)性策 略。 現(xiàn)階段 中學(xué)體育教學(xué)的基本現(xiàn)狀 一、同時課外 活動也缺乏 規(guī)范 的組織 和安排 ， 這樣致使 學(xué)生對 于體 育 學(xué)習(xí)和鍛煉失去 了濃厚興趣 ， 無法 正確認(rèn)識 到體 院教學(xué)的重要性 ， 而無法養(yǎng)成 體育鍛煉 的意識和習(xí)慣 ， 嚴(yán) 重影響 了體 育教學(xué)事業(yè) 的 健康發(fā)展。要著實改變這樣 的現(xiàn)狀 ， 就必 須不 斷完 善體 育教學(xué) 各 項制度 ， 進(jìn)一步規(guī)范課 堂教學(xué) ， 調(diào)整 和完善教 學(xué) 內(nèi)容 ， 使 學(xué)生成 為 體育課堂中的真正主人。首先 ， 應(yīng)不斷加大體育經(jīng)費(fèi)投入 力度 ， 將 體育教學(xué)場地逐漸興建和拓寬 ， 體 育教學(xué)設(shè) 備購置齊全 ， 為學(xué)生 提 供一個寬闊 、舒適 的教學(xué)環(huán)境 ， 不斷提升學(xué)生的體育學(xué)習(xí)興 趣。其 次， 不斷加大體育教學(xué)重要性 的輿論 宣傳 ， 使社會上各行各業(yè)都 能 支持體育教學(xué)的發(fā)展 ， 同時 ， 政府也應(yīng)深刻認(rèn)識到體育教學(xué) 的重 要 性， 加大資金投入 ， 科學(xué)規(guī)劃 和引導(dǎo)體 育教學(xué) ， 強(qiáng)化 對于 體育教 學(xué) 質(zhì)量的督 管 ， 為 中學(xué)體育教育事業(yè) 的發(fā)展創(chuàng)造先決條 件。最后 ， 應(yīng) 建立完善的考核制度 ， 對 于體 育教師 的教學(xué)成 果進(jìn)行 準(zhǔn)確 、客觀、 科學(xué)評價 ， 制定規(guī)范 、合理 的體 育成績 指標(biāo)來 全面 、客觀地 衡量 整 體體育教學(xué)質(zhì)量 。 ( 三) 進(jìn) 一步改革傳統(tǒng)的教 學(xué)模 式 首先 ， 應(yīng)不斷調(diào)整和優(yōu)化課堂教學(xué)結(jié)構(gòu) ， 探索全新 的體育教 學(xué) 模 式。教育改革的明顯特征就是將傳統(tǒng)教師 占主導(dǎo)地位的教學(xué) 模 ( 一) 體 育教 師整體上綜合 素質(zhì) 有待 于提 升 整體上分析 ， 一部分體育教師 的專業(yè)技能不夠過硬 ， 在對 于體 育教師 的選聘 和安 置上都過 于草率和粗略 ， 甚至在一些偏 遠(yuǎn)地 區(qū)， 體育 教師竟然 由略懂一些體 育知識 的基礎(chǔ)學(xué)科 教師兼任 ， 由此 看 來， 國家對于中學(xué)體育教學(xué)缺乏深刻認(rèn)識和足夠重視 。此 外 ， 大多 數(shù)體 育教師 的文化知識都較 為欠缺 ， 雖然他們 大部分都 畢業(yè) 于體 育院校 ， 但是他們的文化 知識 、理 論素養(yǎng) 都有待 于提升 ， 尤其 在 教 學(xué)安排 、組織管理和交流溝通方面都有待于提升 。 ( 二) 體育 管理制度不盡 完善 較多學(xué)校都 尚未建立 完善 的體育教 學(xué)管理 體系 ， 使體 育教學(xué) 在基礎(chǔ)教育 和整個教學(xué) 過程 中的重要 作用不能充分得以體現(xiàn) 。在 開展 中學(xué)體育教 學(xué)整個過程 中 ， 太 過強(qiáng)調(diào)教 師在整體教 學(xué) 中的主 導(dǎo)地位 ， 不能站在學(xué)生角度 去分析 、考慮 和解決 一些 問題 ， 嚴(yán) 重抑 制 了學(xué)生參加體育學(xué)習(xí)和鍛 煉的積極 主動性。體育教材也都全部 使用 同種教材 ， 也不 能依 據(jù)不 同學(xué)習(xí)層次學(xué) 生的差異性 開展分層 化教學(xué) ， 這樣很大程度上使不 同身體素質(zhì) 、體育 能力學(xué)生綜合素質(zhì) 的提升受 到了壓制news/559EF1C872CA75B8.hTml 。此 外 ， 關(guān) 于體育 練習(xí)場 地和體 育設(shè)施 的設(shè)置 上缺乏有 力地 資金 支持 ， 有些學(xué)校體育設(shè)備極度缺失 ， 即使有些學(xué) 校設(shè)備充足 ， 也因長期不使用和長久失修而破損 ， 這都直接影 響了 體育教學(xué) 的正常開展 。 ( 三) 教 學(xué)觀念較 為固化 、陳舊 式轉(zhuǎn) 變?yōu)閷W(xué)生為主體的模式 ， 真正發(fā)揮學(xué)生 的主導(dǎo)化作用 ， 切實 提 升學(xué)生對 于體育 學(xué)習(xí)的濃 厚興趣 ， 以獲 得令 人可 喜 的教 學(xué)效 果 。 例如 ， 對于簡單易掌握 的動作 ， 教師 先不急 于講 ， 應(yīng) 鼓勵 學(xué)生建 立 合作 小組 ， 互幫互助完成新授 的體育動作 ， 只有在遭遇無法解決 的 困難 時才給予指導(dǎo)和幫助 ， 并適 時對 于不規(guī) 范動作進(jìn)行合 理引導(dǎo) 。 其次 ， 應(yīng)調(diào)整和改革整體 教學(xué) 內(nèi)容。教師應(yīng) 選擇 以推進(jìn)學(xué) 生身 心 健康 成長為標(biāo)準(zhǔn)的教學(xué) 內(nèi)容 ， 以培養(yǎng)學(xué) 生體育 學(xué)習(xí)、體育鍛 煉 、終 居于傳統(tǒng)應(yīng)試 教育 的.重重束 縛 ， 加 之 中學(xué) 體育教 師 的教 學(xué)理 念過 于固化 和陳舊 ， 在體育教學(xué)過程 中， 體 育教 師仍 沿用傳統(tǒng)機(jī)械 化 的應(yīng)試教育 教學(xué)模式 ， 過分強(qiáng) 調(diào)教師在整體 課堂教學(xué) 中的 主導(dǎo) 性地位 ， 忽視了對于學(xué)生 自主學(xué)習(xí)能力 的培養(yǎng) ， 重學(xué)生體育考試成 績高低 ， 輕學(xué)生體育練習(xí)和健康心理的培養(yǎng) ; 重 學(xué)生體育運(yùn)動技 能 的掌握 ， 輕廣譜性體育鍛煉習(xí)慣的推廣 ， 整體 上影響了體 育教學(xué)質(zhì) 量 和學(xué)生體育 學(xué)習(xí)質(zhì)量的提升。 二、中學(xué)體育教學(xué)發(fā)展的適應(yīng)性策 略 ( 一) 體 育教 師要 不斷提升 自身的綜合 素養(yǎng) 身體 育興趣為主導(dǎo) ， 關(guān) 于傳統(tǒng) 的教學(xué) 內(nèi)容應(yīng)取其 精華 、棄其 糟粕 ， 對于教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行科學(xué)化 、系統(tǒng)化地整合 ， 真正提升學(xué)生 的體育 文 化素養(yǎng)。 【 參考文獻(xiàn)】 [ 1 ] 賈紅輝 . 中學(xué)體 育教 學(xué) 中存 在 的 問題 及反 思 [ J ] . 教 育教 學(xué)論 壇 ， 2 0 1 3 ( 1 2 ) [ 2 ]胡妹 妹 . 對 中學(xué)體 育教 學(xué)現(xiàn) 狀 及其 發(fā) 展 對策 的探 討 [ J ] . 黑河教 育 ， 2 0 1 3 ( 1 0 ) 第一 ， 中學(xué)體育教師應(yīng)及時調(diào)整和轉(zhuǎn)變落后 的教育理念 ， 由過 去重 知識 傳授轉(zhuǎn)變?yōu)橹厣眢w素質(zhì) 、技能 、心理素質(zhì)等綜合能力 的培 養(yǎng)上來 ， 將體育教學(xué)置于較為重要 的地位全面抓好 。第二 ， 體育教 [ 3 ]謝登 攀 . 中 學(xué)體 育教 學(xué) 現(xiàn) 狀 分 析 及 改進(jìn) 對 策 [ J ] . 時代教 育， 2 0 1 3 ( 0 6 )

小學(xué)語文適應(yīng)新課標(biāo)教學(xué)策略探究 第6篇

【關(guān)鍵詞】新課標(biāo) 小學(xué)語文 教育教學(xué) 策略

【中圖分類號】G623.2【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A 【文章編號】2095-3089（2015）16-0086-01

參加小學(xué)語文新課程培訓(xùn)，學(xué)習(xí)新課標(biāo)，學(xué)習(xí)新理念，認(rèn)識到教學(xué)必須有一定的策略。小學(xué)語文課程是義務(wù)教育的一門主要課程，它從時代需求、國民素質(zhì)、個性發(fā)展的高度出發(fā)，引導(dǎo)小學(xué)生學(xué)習(xí)對語言文字的認(rèn)知與運(yùn)用，傳承優(yōu)秀文化，體悟人文情懷，提高分析、解決問題能力，形成理性思維，樹立創(chuàng)新意識。它是學(xué)生學(xué)習(xí)其他課程的基礎(chǔ)，同時也是學(xué)生終身發(fā)展，形成科學(xué)的世界觀、價值觀的基礎(chǔ)，對于提高全民族素質(zhì)具有重要意義。

小學(xué)的語文課程力求將教育改革的基本理念與課程的設(shè)計、內(nèi)容確定以及課程實施有機(jī)結(jié)合起來。

一、小學(xué)語文課程的基本理念

小語新課標(biāo)的總體目標(biāo)中提出的小學(xué)語文知識（包括語文事實、語文活動經(jīng)驗），本人認(rèn)為可以這樣簡單表述：小學(xué)語文知識是基礎(chǔ)知識與綜合技能以及演繹的知識。所謂小學(xué)語文事實指的是能運(yùn)用小學(xué)語文及其方法去解決現(xiàn)實世界的實際問題，小學(xué)語文活動經(jīng)驗則是通過小學(xué)語文活動逐步積累起來的。

1.小學(xué)語文的基本思想。

小學(xué)語文基本思想可以概括為三個方面：即“識字、寫字與學(xué)詞的思想”、“閱讀與口語交際的思想”和“習(xí)作與綜合性學(xué)習(xí)的思想”，這三者構(gòu)成了小學(xué)語文思想的最高層次。對小學(xué)而言，大致可分為十個方面：即拼音、識字、句子、組段、篇章、分析短文、開卷有益、暢所欲言、標(biāo)點符號與修辭手法思想和基礎(chǔ)知識與綜合技能思想?；谶@些基本思想，在具體的教學(xué)中要注意從低年級開始滲透，但不必要進(jìn)行理論概括。而所謂語文方法則與語文思想互為表里、密切相關(guān)，兩者都以一定的知識為基礎(chǔ)，反過來又促進(jìn)知識的深化及形成能力。方法是實施思想的技術(shù)手段；而思想則是對應(yīng)方法的精神實質(zhì)和理論根據(jù)。就小學(xué)語文而言，大致有以下幾種：識字、寫字教材與教學(xué)轉(zhuǎn)化、閱讀教材與教學(xué)的組合、口語交際教材與教學(xué)的映射、習(xí)作教材與教學(xué)的構(gòu)造、綜合性學(xué)習(xí)教材與教學(xué)的概括、知識的具體化與綜合技能的形成性等。

2.重視小學(xué)語文思維方法。

小學(xué)語文提高學(xué)生的語文思維能力，是小學(xué)語文教育的基本目標(biāo)之一。小學(xué)語文思維的特性：基礎(chǔ)性、綜合性、理論性。小學(xué)語文思維的結(jié)構(gòu)和形式：結(jié)構(gòu)是一個多因素的動態(tài)關(guān)聯(lián)系統(tǒng)，可分成四個方面：小學(xué)語文思維的內(nèi)容（材料與結(jié)果）、基本形式、操作手段（即思維方法）以及個性品質(zhì)（包括智力與非智力因互素的臨控等）；其基本形式可分為邏輯思維、形象思維和直覺思維三種類型。

小學(xué)語文思維的一般方法：觀察與實驗，比較、歸類與系統(tǒng)化，歸納總結(jié)與教學(xué)分解，分析與綜合，抽象與概括，一般化與特殊化，模型化與具體化，類比與模仿、聯(lián)想與猜想等。思維品質(zhì)是評價和衡量學(xué)生思維優(yōu)劣的重要標(biāo)志，主要表現(xiàn)為：思維的廣闊性、深刻性、靈活性和批判性、獨創(chuàng)性等。

3.應(yīng)用小學(xué)語文的意識。

“應(yīng)用”這個提法是以前大綱所沒有的，這幾年頗為流行。結(jié)合當(dāng)前課改的實際情況，可以理解為“理論聯(lián)系實際”在小學(xué)語文教學(xué)中的實踐，或者理解為新課程理念的“在分析解決問題中學(xué)習(xí)”的深化。新舊教材中，都配備有所謂的專題分組，有許多內(nèi)容已經(jīng)很陳舊，與現(xiàn)實生活相差甚遠(yuǎn)。結(jié)合實際重新編寫課文只是增強(qiáng)應(yīng)用語文的意識的一部分，而絕非全部；增強(qiáng)應(yīng)用語文的意識主要是指在教與學(xué)觀念轉(zhuǎn)變的前提下，突出主動學(xué)習(xí)、合作性學(xué)習(xí)、主動探究。教師有責(zé)任拓寬學(xué)生主動學(xué)習(xí)的時空，指導(dǎo)學(xué)生擷取現(xiàn)實生活中有助于語文學(xué)習(xí)的東西、啟迪學(xué)生的應(yīng)用意識，而學(xué)生則能自己主動探索，自己提問題、自己想、自己做，從而靈活運(yùn)用所學(xué)知識以及小學(xué)語文的思想方法去解決問題。

4.注重信息技術(shù)與小學(xué)語文課程的整合。

小學(xué)語文課程應(yīng)提倡實現(xiàn)信息技術(shù)與課程內(nèi)容的有機(jī)整合，整合的基本原則是有利于學(xué)生認(rèn)識語文的本質(zhì)。在保證基礎(chǔ)訓(xùn)練的過程中，盡可能的使用科學(xué)的學(xué)習(xí)方法、各種語文教育技術(shù)平臺，加強(qiáng)語文教學(xué)與信息技術(shù)及其他學(xué)科的結(jié)合，鼓勵學(xué)生運(yùn)用已有知識和技能、創(chuàng)造性學(xué)習(xí)方法等進(jìn)行探索和發(fā)現(xiàn)。

二、小學(xué)語文課程設(shè)置

1.小學(xué)語文課程分為精讀課文與閱讀課文兩部分。

其確定的原則是：滿足未來公民的基本小學(xué)語文需求，為學(xué)生進(jìn)一步的學(xué)習(xí)提供必要的小學(xué)語文準(zhǔn)備。選學(xué)課文內(nèi)容確定的原則是：滿足學(xué)生的興趣和對未來發(fā)展的需求，為學(xué)生進(jìn)一步的學(xué)習(xí)、獲得較高的語文素養(yǎng)奠定基礎(chǔ)。

2.設(shè)置了小學(xué)語文導(dǎo)語、課例、小學(xué)語文園地等文化內(nèi)容。

小學(xué)語文課程設(shè)置了自然奇觀、觀察與發(fā)現(xiàn)、中外童話、筆下動物、世界遺產(chǎn)、人間真情、成長故事、科技成就等小學(xué)語文文化內(nèi)容是貫穿了整個小學(xué)語文課程的重要內(nèi)容，不單獨設(shè)置，而是滲透在每個單元中，有助于培養(yǎng)學(xué)生勇于質(zhì)疑和善于反思的習(xí)慣，培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)、提出、解決實際問題的能力，有助于發(fā)展學(xué)生的創(chuàng)新意識和實踐動手能力。

3.模塊的邏輯順序。

單元課程是以精讀課文為基礎(chǔ)，教師應(yīng)在保證精讀課文課程，選讀課文的基礎(chǔ)上，盡量讓其學(xué)習(xí)文后的選讀課文，以滿足學(xué)生的基本選擇需求，并積極開發(fā)、利用校外課程資源。

三、小學(xué)語文課程實施建議

小學(xué)語文課程改革從理念、內(nèi)容到實施，都有較大變化，要實現(xiàn)課程改革目標(biāo)的關(guān)鍵是教師。所以，我們必須首先轉(zhuǎn)變觀念，充分認(rèn)識到課程改革的理念和目標(biāo)，以及自己在課程中的角色和作用。語文教學(xué)要體現(xiàn)課程改革的基本理念，在教學(xué)設(shè)計中充分考慮小學(xué)語文的學(xué)科特點，小學(xué)學(xué)習(xí)功能的心理特點，不同水平、不同興趣學(xué)生的學(xué)習(xí)需要，運(yùn)用多種教學(xué)方法和手段，引導(dǎo)學(xué)生積極主動的學(xué)習(xí)，掌握小學(xué)語文的基礎(chǔ)知識和基本技能以及他們所體現(xiàn)的小學(xué)語文思想方法，發(fā)展應(yīng)用意識和創(chuàng)新意識，對小學(xué)語文有較為全面的認(rèn)識，提高語文素養(yǎng)，形成積極的情感態(tài)度，為未來發(fā)展和進(jìn)一步學(xué)習(xí)打好基礎(chǔ)。同時，充分運(yùn)用好“班班通”或多媒體及課件的輔助教學(xué)手段，是獲取教學(xué)質(zhì)量的重要方法。

文化適應(yīng)策略下的美好鄉(xiāng)村構(gòu)建 第7篇

1. 引言

在我國城市化快速進(jìn)程不斷加速的過程中, 農(nóng)村城市化和小城鎮(zhèn)建設(shè)逐漸成為城市化的主體。而農(nóng)村與城市的本質(zhì)差異, 導(dǎo)致了鄉(xiāng)村文化與城市文化的二元結(jié)構(gòu) (表1) , 城市文化作為主流文化和強(qiáng)勢文化使綿延了幾千年的農(nóng)村文化面臨著前所未有的文化沖擊, 嚴(yán)重制約著新農(nóng)村建設(shè)的順利推進(jìn)。鞏固鄉(xiāng)村文化陣地, 推動鄉(xiāng)村文化的自覺, 促進(jìn)鄉(xiāng)村文化與城市文化的整合, 盡快實現(xiàn)城鄉(xiāng)一體化, 已成為當(dāng)前新農(nóng)村建設(shè)面臨的一項緊迫任務(wù)。

2. 文化適應(yīng)的相關(guān)理論

2.1 概念提出

學(xué)者們從不同的角度對文化適應(yīng)問題做了研究, 人類學(xué)家和社會學(xué)家關(guān)注于群體的文化適應(yīng)研究, 心里學(xué)家關(guān)注個體層次的研究。1883年鮑威爾首次給“文化適應(yīng)”做了定義。人類學(xué)家雷德菲爾德, 林頓和赫斯科維茨給出了現(xiàn)在普遍認(rèn)可的經(jīng)典界定。貝瑞借鑒人類學(xué)的理論和方法在兩個層面完善了概念:一是在文化層面或群體層面上的文化適應(yīng), 也就是文化接觸之后在社會結(jié)構(gòu)、經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)和政治組織等方面發(fā)生的變遷;另一個層面是指心理或個體層面上的文化適應(yīng), 也就是文化接觸之后個體在行為方式、價值觀念、態(tài)度以及認(rèn)同等方面發(fā)生的變化[1]。保持傳統(tǒng)文化和身份的傾向性, 以及和其他文化群體交流的傾向性的雙維文化適應(yīng)理論模型是目前使用最廣泛的 (圖1) [2]。

3. 文化適應(yīng)的策略

根據(jù)個體在兩個維度上的不同表現(xiàn), 貝瑞區(qū)分出了4種不同的文化適應(yīng)策略:整合、同化、分離、和邊緣化 (圖1) 。

3.1 整合的文化適應(yīng)策略

當(dāng)文化適應(yīng)個體既重視保持原文化, 也強(qiáng)調(diào)與其他群體進(jìn)行日常交往時, 其使用的就是“整合”的文化適應(yīng)策略[2]。城市與鄉(xiāng)村在文化適應(yīng)上應(yīng)是一種相互吸納的文化整合模式。這種整合既可保留鄉(xiāng)村文化的地域性, 也可促使鄉(xiāng)村文化的自我更新。美麗鄉(xiāng)村行動在推動城市文化和鄉(xiāng)村文化整合的過程中, 既要保持原有的鄉(xiāng)村文化, 也要促進(jìn)其對城市文化的吸收, 創(chuàng)造出更加絢麗多彩的新文化。

3.2 同化的文化適應(yīng)策略

當(dāng)個體不愿意保持他們的原有文化認(rèn)同而追求與其他文化群體的日常互動時, 其使用的就是“同化”的文化適應(yīng)策略[2]?，F(xiàn)在眾多的鄉(xiāng)村已經(jīng)失去了以往的地域特征, 傳統(tǒng)的鄉(xiāng)土建筑和鄉(xiāng)村文化正在被城市同化。我國新農(nóng)村通過短時期設(shè)計和建造與長時期受環(huán)境和社會文化影響形成的傳統(tǒng)聚落屬于兩種截然不同的形成機(jī)制, 在設(shè)計者、建造者、使用者完全分離, 建筑作為批量生產(chǎn)的商品的建造機(jī)制下, 傳統(tǒng)民居建筑許多有價值的文化特征與建造技術(shù)可能會被忽略或拋棄。[3]

3.3 分離的文化適應(yīng)策略

當(dāng)個體在重視自己原有文化并希望避免與其他群體進(jìn)行交流, 這時就出現(xiàn)了“分離”[2]。分離對于保持鄉(xiāng)村文化的完整性、原真性, 促進(jìn)鄉(xiāng)村文化的穩(wěn)定性有一定的意義。在這種模式中鄉(xiāng)村原有文化基本無改動, 在文化上保持獨立。運(yùn)用這種模式的前提是原鄉(xiāng)村文化底蘊(yùn)深厚, 具有優(yōu)質(zhì)的強(qiáng)文化, 當(dāng)?shù)鼐用癫辉肝幕兴淖? 可常見于我國的偏遠(yuǎn)地區(qū)。

3.4 邊緣化的文化適應(yīng)策略

當(dāng)個體對保持原來文化和與其他群體進(jìn)行交流都沒有太大興趣時, 其文化適應(yīng)策略就是“邊緣化”[2]。我國中西部地區(qū)的一些鄉(xiāng)村在與城市的接軌過程中, 就因為經(jīng)濟(jì)發(fā)展的邊緣化, 導(dǎo)致了其文化的邊緣化。這種鄉(xiāng)村既放棄了自己的傳統(tǒng)文化, 同時又不愿意接受外來文化, 處于一種文化的迷茫狀態(tài), 最終在城市文化的整合下而消失。

整合策略 吸收式 滲透式 分離式 消亡式

整合結(jié)果 新優(yōu)質(zhì)強(qiáng)文化 新優(yōu)質(zhì)強(qiáng)文化

鄉(xiāng)村在城市化的建設(shè)過程中, 要融入到整個經(jīng)濟(jì)體中, 成為建設(shè)的主體, 既要保持傳統(tǒng)文化的原真性, 也要避免被城市文化同化和邊緣化, 這就需要在對鄉(xiāng)村文化自身的提煉與傳承的基礎(chǔ)上, 促進(jìn)鄉(xiāng)村文化與城市文化的整合, 把城市文化中先進(jìn)的內(nèi)容融入到鄉(xiāng)村文化中, 從而促進(jìn)鄉(xiāng)村文化的提升、創(chuàng)新和可持續(xù)發(fā)展 (表2) 。

4. 文化整合策略下的美麗鄉(xiāng)村建構(gòu)

4.1 美麗鄉(xiāng)村的概念

20世紀(jì)20年代初, 晏陽初提出“鄉(xiāng)村建設(shè)”的概念。30年代后, 梁漱溟提出要注重農(nóng)民的教育問題, 破除陳規(guī)陋俗。改革開放以來, 在1984年中央1號文件、1987年中央5號文件和1991年十三屆八中全會《決定》中提出“建設(shè)社會主義新農(nóng)村”。2005年十六屆五中全會提出要按照“生產(chǎn)發(fā)展、生活寬裕、鄉(xiāng)風(fēng)文明、村容整潔、管理民主”的要求, 扎實推進(jìn)社會主義新農(nóng)村建設(shè)。2007年十七大提出“要統(tǒng)籌城鄉(xiāng)發(fā)展, 推進(jìn)社會主義新農(nóng)村建設(shè)”。2008年, 安吉縣提出“中國美麗鄉(xiāng)村”計劃, 出臺《建設(shè)“中國美麗鄉(xiāng)村”行動綱要》, 將農(nóng)村文化建設(shè)提升到國家發(fā)展戰(zhàn)略的高度。

4.2 基于整合的主體素質(zhì)提升, 農(nóng)民城市化

要整合城鄉(xiāng)文化, 就要促進(jìn)農(nóng)民對城市文化的適應(yīng), 增強(qiáng)農(nóng)民的文化主體意識, 提高農(nóng)民文化素養(yǎng), 引導(dǎo)農(nóng)民理解鄉(xiāng)村文化和城市文化, 促進(jìn)農(nóng)民的城市化。而促進(jìn)農(nóng)民城市化, 就是促使農(nóng)民正確的對待自己的文明, 理智的選擇, 從而擺脫各種無意義的沖動和盲目的舉動, 對其反思, 做到有自知之明的“文化自覺”[4]。文化自覺是個艱巨的過程, 這個過程首先是認(rèn)識自己的文化。

4.3 基于整合的鄉(xiāng)村文化激活與強(qiáng)化

美麗鄉(xiāng)村之所以美是因為其多姿多彩、獨具特色的鄉(xiāng)村文化。而要在城市化的浪潮中留住這些美, 就要求我們在系統(tǒng)地發(fā)掘地方風(fēng)貌、民族風(fēng)情、生活習(xí)俗等優(yōu)秀民間文化資源的基礎(chǔ)上, 激活地方鄉(xiāng)土文化, 開發(fā)具有民族傳統(tǒng)和地域特色的農(nóng)村文化活動, 使地方文化得到提煉和利用, 使傳統(tǒng)民族文化得到弘揚(yáng)和強(qiáng)化。鄉(xiāng)土文化在不斷吸收城市文明的同時, 借以強(qiáng)化自身, 城市文化也會吸收鄉(xiāng)土文化中的精髓, 從而使得城鄉(xiāng)文化不斷整合, 使農(nóng)村文化具有持久的活力。

4.4 現(xiàn)代文明的吸收, 農(nóng)村的現(xiàn)代化

自改革開放以來, 我國城市經(jīng)濟(jì)得到了快速的發(fā)展, 但農(nóng)村發(fā)展遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于城市, 與城市的差距越來越大, 農(nóng)民沒有享受到改革帶來的成果, 城鄉(xiāng)形成了二元對立的結(jié)構(gòu)。建設(shè)美好鄉(xiāng)村, 就要促進(jìn)農(nóng)村文化對現(xiàn)代文明的吸收, 就離不開農(nóng)民的城市化和農(nóng)村的現(xiàn)代化, 在注重鄉(xiāng)村文化傳承的基礎(chǔ)上, 以現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)對村莊科學(xué)規(guī)劃, 實現(xiàn)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化、農(nóng)村工業(yè)化、農(nóng)村城鎮(zhèn)化是農(nóng)村現(xiàn)代化的必經(jīng)之路 (表3) 。

4.5 鄉(xiāng)村文化可持續(xù)發(fā)展

鄉(xiāng)村文化的可持續(xù)發(fā)展既包含鄉(xiāng)村文化的發(fā)展, 也包括生態(tài)平衡、環(huán)境保護(hù)和資源可持續(xù)利用的問題。在確定鄉(xiāng)村的價值定位的基礎(chǔ)上, 挖掘鄉(xiāng)村文化要素和生態(tài)要素, 引導(dǎo)鄉(xiāng)村文化與生態(tài)的同步發(fā)展, 實現(xiàn)鄉(xiāng)村文化復(fù)興與延續(xù), 實現(xiàn)鄉(xiāng)村文化與經(jīng)濟(jì)、生態(tài)建設(shè)相互協(xié)調(diào), 共同發(fā)展, 形成“鄉(xiāng)村—文化—生態(tài)”一體化的可持續(xù)發(fā)展。促使人們重視鄉(xiāng)村文化的保護(hù)、提升和持續(xù)利用。

5. 結(jié)語

鄉(xiāng)村是中國傳統(tǒng)文化傳承和發(fā)展的地方。沒有鄉(xiāng)村文化的發(fā)展, 中國的現(xiàn)代化進(jìn)程和城市化的目標(biāo)就很難實現(xiàn)。因此, 準(zhǔn)確把握新世紀(jì)新形勢下新農(nóng)村文化發(fā)展的方向, 增強(qiáng)鄉(xiāng)村文化產(chǎn)品的吸引力和影響力, 推動現(xiàn)代科技在鄉(xiāng)村文化領(lǐng)域的廣泛運(yùn)用, 推動鄉(xiāng)村文化繁榮發(fā)展和創(chuàng)新, 推動傳統(tǒng)文化與現(xiàn)代文化、鄉(xiāng)村文化與城市文化的相互適應(yīng), 必將促進(jìn)鄉(xiāng)村的創(chuàng)新和可持續(xù)發(fā)展, 促進(jìn)我國新農(nóng)村建設(shè)的繁榮, 實現(xiàn)城鄉(xiāng)的和諧發(fā)展。

摘要：基于當(dāng)前農(nóng)村城市化和城鎮(zhèn)化的社會背景, 從文化適應(yīng)的角度, 分析文化適應(yīng)的四種策略, 探討鄉(xiāng)村文化與城市文化適應(yīng)的模式, 提出美好鄉(xiāng)村建設(shè)中鄉(xiāng)村文化現(xiàn)代化發(fā)展要走農(nóng)民城市化、農(nóng)村的現(xiàn)代化、鄉(xiāng)村文化的激活與強(qiáng)化和可持續(xù)發(fā)展的文化整合策略。

關(guān)鍵詞：鄉(xiāng)村文化,城市文化,現(xiàn)代化,整合,文化適應(yīng)

參考文獻(xiàn)

[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] 楊豪中, 韓怡.地域性建設(shè)模式的同化性與異化性研究 [J] .西安建筑科技大學(xué)學(xué)報:自然科學(xué)版, 2012 (6) :376-381

自適應(yīng)協(xié)方差矩陣進(jìn)化策略算法 第8篇

1 CMA-ES算法基本原理

CMA-ES算法通過動態(tài)的步長參數(shù)σ和動態(tài)的正定協(xié)方差矩陣C來引導(dǎo)種群的突變進(jìn)化方向,其基本方程如下:

式中,xk(g+1)∈Rn是g+1代中的第k個個體;m(g)是g代種群適應(yīng)度的平均值;σ(g)是g代種群進(jìn)化的步長;C(g)是第g代種群進(jìn)化的協(xié)方差矩陣。

具體實施步驟如下:

步驟1啟動Matlab環(huán)境下的優(yōu)化程序,設(shè)置CMA-ES算法相關(guān)參數(shù)。

步驟2從給定的或者隨機(jī)產(chǎn)生的一個初始搜索點出發(fā),以該初始點為搜索中心,按照一定的概率密度隨機(jī)生成第一代種群(λ個),并評價該種群中所有個體的適應(yīng)度。

步驟3根據(jù)適應(yīng)度大小選擇適應(yīng)度較好的μ個個體組成新的種群來更新進(jìn)化策略參數(shù)σ和C。利用進(jìn)化策略參數(shù)調(diào)整下一代種群的進(jìn)化方向,從而進(jìn)行突變生成下一代種群。

步驟4對當(dāng)前種群所有個體進(jìn)行適應(yīng)度評價,根據(jù)適應(yīng)度大小選出最優(yōu)解,對當(dāng)前最優(yōu)解進(jìn)行收斂條件判斷。如滿足收斂條件則退出計算,當(dāng)前最優(yōu)解即為全局最優(yōu)解;否則,返回步驟3。

受篇幅限制,CMA-ES算法基本原理詳見文獻(xiàn)。

2 算法測試

評定算法的優(yōu)劣需要從算法的全局搜索能力和搜索效率兩個方面進(jìn)行研究。傳統(tǒng)的優(yōu)化算法尋優(yōu)效率高,但是與初始點的選擇很有關(guān)系,如果選擇不當(dāng),很有可能找不到最優(yōu)解或陷入局部最優(yōu)?，F(xiàn)代仿生類的優(yōu)化算法全局性能好,能找到全局最優(yōu)解,但是尋優(yōu)過程中需要大量的函數(shù)評價次數(shù)。

國內(nèi)外常采用的一些典型的測試基準(zhǔn)函數(shù)來判斷算法的優(yōu)劣。本文中采用的函數(shù)及其表達(dá)式見表1。表1中的函數(shù)特征:U表示Unimodal,M表示Multimodal;S表示Separable,N表示NonSeparable。

在測試環(huán)境中,計算機(jī)配置為intel 2.40GHz處理器和2G內(nèi)存,操作系統(tǒng)為Windows XP,計算軟件采用了Matlab 2008。

2.1 全局搜索能力測試

全局搜索能力是指函數(shù)能夠找到較高精度的最優(yōu)解的能力。隨著維數(shù)的增加,函數(shù)越不容易搜索到全局最優(yōu)解。因此從不同維數(shù)測試函數(shù)的全局搜索能力是很有必要的。

CMA-ES算法的參數(shù)設(shè)置如下:種群數(shù)λ=4+[3ln n];搜索空間的下限為lb=[-4,4,…,-4],搜索空間的上限為ub=[4,4,…,4];函數(shù)Sphere、Schwefel、Cigar、Tablet、Elli的初始步長設(shè)定為1,函數(shù)Rosen的初始步長設(shè)定為0.1;維數(shù)分別取2、5、10、20、30;收斂條件設(shè)定函數(shù)精度為10-10。每種函數(shù)在每種維數(shù)下分別測試10次,取最好的結(jié)果,見表2。

從表2可知,CMA-ES算法具有很好的搜索性能,能夠達(dá)到比較高的精度。對不同復(fù)雜的函數(shù),CMA-ES算法都能找到最優(yōu)解,證明了CMA-ES算法的全局性能好。

2.2 尋優(yōu)效率測試

函數(shù)的尋優(yōu)效率是指函數(shù)尋找到全局最優(yōu)解所需要的函數(shù)評價次數(shù),提高尋優(yōu)效率也就是要降低函數(shù)評價次數(shù)。維數(shù)的不同也會對函數(shù)的尋優(yōu)效率有影響。本文以簡單的球形函數(shù)Sphere為例,對比遺傳算法(簡稱GA)和粒子群算法(簡稱PSO),來研究CMA-ES算法的尋優(yōu)效率。

CMA-ES算法的參數(shù)設(shè)置如下:種群數(shù)λ=4+[3ln n],初始步長為0.5(ub-lb),初始搜索點為X=lb+0.3(ub-lb);

GA算法的參數(shù)設(shè)置為:變異概率Pm=0.2,交叉概率Pc=0.8,初始搜索點與CMA-ES算法相同;

PSO算法參數(shù)設(shè)置:學(xué)習(xí)因子C1=C2=2.0,種群數(shù)分別取10、20、30。

3種算法取相同的搜索空間:下限為lb=[-4,-4,…,-4],上限為ub=[4,4,…,4];維數(shù)分別取2、4、6、8、10;收斂條件設(shè)定函數(shù)精度為10-3。每種函數(shù)在不同參數(shù)和維數(shù)下分別測試10次,取最好的結(jié)果,如圖1。

從圖1可知,隨著維數(shù)的增加,函數(shù)評價次數(shù)也相應(yīng)增加。同時,CMA-ES算法在各個維數(shù)上的函數(shù)評價次數(shù)明顯小于PSO算法和GA算法,在高維數(shù)上表現(xiàn)更為明顯。由此說明CMA-ES算法的尋優(yōu)效率高。

3 結(jié)語

本文通過采用典型測試基準(zhǔn)函數(shù)對CMA-ES算法在全局搜索能力和尋優(yōu)效率兩個方面性能進(jìn)行研究。算例結(jié)果表明,CMA-ES算法具有全局性能好,尋優(yōu)效率高的特點。本文方法對于高維度復(fù)雜的工程優(yōu)化問題的適應(yīng)性問題需進(jìn)一步研究。

摘要：自適應(yīng)協(xié)方差矩陣進(jìn)化策略(CMA-ES)算法是Nikolaus Hansen等人提出的一種新的進(jìn)化算法,通過模擬自然界生物進(jìn)化過程,達(dá)到尋優(yōu)目的。多個測試函數(shù)結(jié)果表明,該算法具有全局性能好、尋優(yōu)效率高的特點,為解決高計算代價復(fù)雜工程優(yōu)化問題的求解提供了新的途徑。

一種自適應(yīng)傳輸策略的選取方法 第9篇

隨著無線通信發(fā)展以及應(yīng)用的多樣化, 無線頻譜資源越來越緊張, 高效的頻譜利用技術(shù)變得尤為重要。傳統(tǒng)的無線電系統(tǒng)中一般采用固定傳輸, 為了在信道最差時能夠正常通信, 系統(tǒng)設(shè)計一般留有很大余量保證系統(tǒng)的高可靠性。自適應(yīng)傳輸方案則不同, 它可以使系統(tǒng)的平均吞吐量比固定速率傳輸提升數(shù)倍。通過信道認(rèn)知技術(shù), 根據(jù)信道狀態(tài)提供可變的服務(wù)能力, 信道好時, 通過改變波形提供更高的可用帶寬和優(yōu)質(zhì)的服務(wù);信道變差時, 保證關(guān)鍵信息的可靠傳輸。這些技術(shù)利用無線信道的時變特性去改變發(fā)射功率、符號速率、編碼方案、信號星座圖或者這些參數(shù)的組合, 進(jìn)而提高鏈路平均頻譜效率[1]。

自適應(yīng)調(diào)制編碼 (Adaptive Modulation and Coding, AMC) 是通過預(yù)測信道誤碼率 (BER) 而改變信道傳輸方案來提高信道頻譜利用率的一種技術(shù)手段[2]。本文給出了一種適合工程應(yīng)用的自適應(yīng)傳輸策略的選取方法, 簡單實用, 并且可以有效提高系統(tǒng)吞吐量, 達(dá)到信道利用率的進(jìn)一步提升。

1 自適應(yīng)傳輸仿真系統(tǒng)設(shè)計

自適應(yīng)仿真系統(tǒng)框圖如圖1所示。

信道估計與均衡模塊和AMC算法模塊是自適應(yīng)仿真系統(tǒng)中最重要的組成部分, 信道估計與均衡模塊作用中信道估計部分是提供信道噪聲估計值[3];頻域均衡部分能以較低的復(fù)雜度對抗由多徑效應(yīng)引起的ISI干擾是抗信道頻域選擇性衰落的關(guān)鍵, 采用的算法是頻域MMSE均衡算法;AMC算法模塊的自適應(yīng)參數(shù)主要是編碼與調(diào)制。它主要根據(jù)信噪比 (SNR) 估計值實時改變系統(tǒng)傳輸參數(shù), 在保證系統(tǒng)可靠運(yùn)行的基礎(chǔ)上, 提高頻帶利用率以及系統(tǒng)吞吐量。下面分別在AWGN信道和瑞利信道下介紹自適應(yīng)傳輸策略的選取方法, 并給出仿真結(jié)果。

2 AWGN信道下自適應(yīng)策略選取過程

在自適應(yīng)傳輸系統(tǒng)中, 系統(tǒng)根據(jù)現(xiàn)在的信道情況預(yù)測下一時刻的信道。盡管目前信道估計的方法有很多, 但是實際很多系統(tǒng)依然采用SNR作為信道質(zhì)量信息指標(biāo), 所以本文AMC方案也主要以SNR估計為信道的測量指標(biāo)。

SNR門限可以在AWGN信道下不同的編碼調(diào)制方式的BER-SNR曲線得到, 如圖2所示。該方法通過把SNR分成N+1個區(qū)域, 進(jìn)而得到N+2個SNR門限{γ}nN=+01, 其中γ0=0, γ∞=∞。

N個傳輸方案中的每一個都會運(yùn)行于一個特別的SNR區(qū)域內(nèi)。當(dāng)SNR-γ落在區(qū)域γn≤γ≤γn+1內(nèi)時, 相關(guān)的信道狀態(tài)信息被發(fā)送到發(fā)射機(jī)。發(fā)射機(jī)隨后調(diào)整其傳輸速率以及調(diào)制方式、編碼方式, 進(jìn)而形成新的傳輸方案保證了BER小于預(yù)期的目標(biāo)BER。這樣系統(tǒng)可以在較高SNR的條件下高效傳輸, 在較低SNR時降低頻譜效率, 保證系統(tǒng)的魯棒性。

然而, 自適應(yīng)調(diào)制編碼所面臨的挑戰(zhàn)是移動信道是時變的, 信道信息反饋就變成了一個限制因素。因此, 慢時變信道以及可靠反饋信道的假設(shè)對實現(xiàn)AMC方案是十分必要的。通過這種方式, 在反饋信道中傳輸策略選擇信息時應(yīng)該沒有延遲或者很小, 進(jìn)而保證發(fā)送下一幀時預(yù)測的SNR與實際的SNR不會出現(xiàn)太大偏離, 保證AMC方案的有效實施[4]。

3 瑞利信道下自適應(yīng)傳輸策略選取過程

本文BER要求為10-5, 即目標(biāo)BER0為10-5。又由于自適應(yīng)模塊是基于信道估計模塊得到估計SNR, 從而給出相應(yīng)的策略輸出, 所以需仿真出所有策略組合的SNR-BER曲線。

結(jié)合指標(biāo)要求, 首先建立一種信道模型, 該信道模型設(shè)置5個多徑, 各徑時延分別為0μs、0.1μs、0.3μs、0.5μs和15μs, 幅度分別為0 dB、-1.5 d B、-4.5 dB、-7.5 dB和-8 dB。

所有策略組合的SNR-BER曲線如圖3所示。

歸一化吞吐量計算公式為:

式中, L為數(shù)據(jù)符號長度;H為幀頭長度;ber為系統(tǒng)BER;M為調(diào)制階數(shù)。

根據(jù)圖3, 將自適應(yīng)傳輸門限劃分為6個區(qū)間:<9 dB、[9, 12]d B、 (12, 15]dB、 (15, 18]d B、 (18, 21]d B和>21 dB。對應(yīng)每個區(qū)間, 結(jié)合選擇吞吐量最大策略。其備選策略和選擇策略如表1所示。

由式 (1) 可以得到5種策略的吞吐比較曲線, 如圖4所示。

對不同符號速率下的策略選取, 也可以采用上述策略確定原理來處理?？紤]發(fā)射功率恒定的自適應(yīng)系統(tǒng), 當(dāng)符號速率減半時, 信號功率不變, 但由于帶寬減半從而導(dǎo)致噪聲功率減半, 因此SNR相當(dāng)于提高了1倍。此時, 在理論上, 非線性系統(tǒng)最大能夠得到類似于線性系統(tǒng)的3 dB增益[5]。但實際上, 當(dāng)符號速率降低時, 非線性系統(tǒng)下的誤碼性能會呈現(xiàn)變好的趨勢, 其誤碼性能曲線也會相應(yīng)地沿橫坐標(biāo) (SNR) 方向左移。前述最優(yōu)策略的選取方法也同樣適用于此時符號速率降低的情況, 從而可以實現(xiàn)變符號速率的自適應(yīng)傳輸[6]?？紤]到確定方法的一致性和敘述的簡潔性, 在此對不同符號速率下的自適應(yīng)策略表不再加以贅述。

4 結(jié)束語

通過研究自適應(yīng)傳輸?shù)幕驹? 指出適應(yīng)于信道變化的編碼調(diào)制技術(shù)可以顯著提高系統(tǒng)的吞吐量, 進(jìn)而提高頻譜使用效率[7,8]。在對應(yīng)的門限區(qū)間內(nèi)自適應(yīng)編碼調(diào)制技術(shù)不僅滿足規(guī)定的BER要求, 而且可以達(dá)到最大的吞吐量值, 從而提高了頻譜利用率, 為AMC模塊制定最優(yōu)的自適應(yīng)傳輸策略進(jìn)行指導(dǎo)。從計算復(fù)雜度的角度來看, 該方法的計算量小很多;同時, 從工程可實現(xiàn)性的角度來看, 該方法也更適于實際工程場景。研究表明, 該方案能夠根據(jù)信道的變化合理地調(diào)整策略切換門限, 使自適應(yīng)傳輸系統(tǒng)更好地適應(yīng)無線信道復(fù)雜的電磁環(huán)境。

摘要：針對無線通信信道的變化, 為了提高頻譜的利用效率, 增加系統(tǒng)的吞吐量, 提出了一種自適應(yīng)傳輸策略選取方法。給出了仿真系統(tǒng)的總體設(shè)計框圖, 分析了主要部分的功能和作用;分別介紹了在加性高斯白噪聲信道 (AWGN信道) 下和變參信道 (瑞利信道) 下的自適應(yīng)策略的建立準(zhǔn)則, 給出了在不同信道模型條件下自適應(yīng)策略建立的依據(jù)和方法, 并研究了對應(yīng)傳輸策略的吞吐量。研究結(jié)果表明, 自適應(yīng)調(diào)制編碼傳輸策略可以更好地利用信道條件, 從而達(dá)到信道利用率的有效提升。

關(guān)鍵詞：自適應(yīng)傳輸,自適應(yīng)調(diào)制編碼,吞吐量

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適應(yīng)性教學(xué)策略的研究與實踐 第10篇

一良好的開端是成功的一半

俗話說:“良好的開端是成功的一半。”對于活潑好動的初中生來說, 興趣是推動學(xué)習(xí)的關(guān)鍵。在平日的教學(xué)中, 巧妙導(dǎo)課便成為成功課堂至關(guān)重要的一部分, 抓住學(xué)生的心, 就不怕每一個知識點不會觸動他們的每一根神經(jīng)。英語課堂上慣用的導(dǎo)課方式諸多, 如使用游戲、歌唱、提問、設(shè)置懸念、啟發(fā)談話、對話表演等。但如何恰如其分地選用適合本節(jié)教學(xué)的導(dǎo)課方式, 一定要研讀教學(xué)內(nèi)容, 分析學(xué)生特點以及思考前后環(huán)節(jié)的連貫性。

例如, 在進(jìn)行九年級第六單元I like music that I can sing along with的新授課時, 通過學(xué)習(xí)教學(xué)大綱, 了解到定語從句僅限于掌握which、who和that所引導(dǎo)的從句。龐大復(fù)雜的定語從句知識內(nèi)容瞬間被簡化, 同時考慮到學(xué)生特點及教材內(nèi)容, 決定選取兩首曲風(fēng)截然不同的學(xué)生耳熟能詳?shù)牧餍懈枨W(xué)生欣賞。這個似乎很常見的導(dǎo)課方式, 卻收到意想不到的效果。學(xué)生為兩首歌的旋律感到興奮, 而且由于興趣被激發(fā), 當(dāng)我自然地拋出與歌曲相關(guān)的問題, “What do you think of these pieces of music?”“What kind of music do you like?”時, 學(xué)生在興趣的引領(lǐng)下運(yùn)用書中重要短語暢談他們的感受, 在大量知識鋪墊之后, 定語從句的介紹和使用水到渠成。

二遵守“循序漸進(jìn), 由簡到繁”的規(guī)律

循序漸進(jìn)原則是指教學(xué)要按照學(xué)科的邏輯系統(tǒng)和學(xué)生認(rèn)識發(fā)展的順序進(jìn)行, 使學(xué)生系統(tǒng)地掌握基礎(chǔ)知識、基本技能, 形成嚴(yán)密的邏輯思維能力。因此“由淺入深、由易到難、由簡到繁”便成為我們平日教學(xué)中必須遵守的科學(xué)規(guī)律。

梁啟超說:“求學(xué)譬如登樓, 不經(jīng)初級而欲飛升絕頂, 未有不中途挫跌者?！弊裱瓕W(xué)生的成長及心理認(rèn)知規(guī)律是我們每一位教育工作者不可忽視的方面, 揠苗助長是不可取的, 我們應(yīng)遵循循序漸進(jìn)的教學(xué)原則進(jìn)行教學(xué)。在平日的教學(xué)過程中, 我注重引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注詞匯間的伙伴關(guān)系, 詞組是單詞之間最簡單的搭配, 幫助學(xué)生找單詞的合作伙伴成為教學(xué)中重要的一個過程, 隨著日積月累, 學(xué)生們腦海里存儲了大量英語詞組, 有動賓搭配、偏正搭配、介詞搭配等。短語的記憶幫助學(xué)生學(xué)會使用單詞, 幫助學(xué)生疏通句意以及文意, 幫助學(xué)生在寫作中提高用語的準(zhǔn)確性, 甚至幫助學(xué)生出色地完成近兩年的新中考題型——根據(jù)漢語提示完成英文句子。

三恰當(dāng)使用多媒體輔助教學(xué)

多媒體教學(xué)以圖文并茂、聲像俱佳、動靜皆宜的表現(xiàn)形式, 深受教師和學(xué)生的普遍歡迎。多媒體課件的精美圖片、形象生動和不斷變換的畫面、內(nèi)容豐富且聲情并茂的聲像資料等, 都有助于吸引學(xué)生的注意, 引起學(xué)生興奮、愉悅的感受, 激發(fā)他們的學(xué)習(xí)興趣, 調(diào)動他們學(xué)習(xí)的積極性。除了能提高學(xué)生的興趣, 多媒體教學(xué)還有利于增強(qiáng)感官效應(yīng), 提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率。人的學(xué)習(xí)過程是通過自身的眼、耳、鼻、舌、身等主要感覺器官把外界信息傳遞到大腦, 經(jīng)過分析、綜合從而獲得知識與經(jīng)驗的過程。心理學(xué)實驗證實:人類獲取的信息83%來自視覺, 11%來自聽覺, 這兩個加起來就有94%。因此, 在教學(xué)中使用多媒體技術(shù), 有助于學(xué)生增進(jìn)記憶和提高學(xué)習(xí)效率。

在教授八年級下第四單元長篇閱讀He said helping others changed her life時, 為了幫助學(xué)生建立適當(dāng)知識儲備從而掃除閱讀障礙, 在閱讀這篇關(guān)于介紹志愿者生活及工作的文章前, 我播放了一段介紹志愿者教師徐本禹的視頻, 隨后將一張與文章內(nèi)容及視頻相關(guān)的短語幻燈片呈現(xiàn)于學(xué)生眼前供談?wù)撚^后感時用。除了視頻帶給學(xué)生的強(qiáng)烈感官刺激外, 學(xué)生們深深地被徐本禹這位志愿者教師的事跡所感動, 同時幻燈片上的短語使學(xué)生將視頻內(nèi)容和長篇閱讀緊密地聯(lián)系起來, 做到有話可說, 達(dá)到理解長篇閱讀的良好效果。

在我們平日的教學(xué)中, 知識講解的準(zhǔn)確性固然重要, 但是如何讓學(xué)生易于接受、樂于接受是我們每一位教育工作者不斷探索的課題。中學(xué)教學(xué)在一定程度上存在著高耗低效的問題, 對此應(yīng)提高教師素養(yǎng), 轉(zhuǎn)變教師觀念, 改變學(xué)生學(xué)習(xí)方式等, 而最為關(guān)鍵的是要激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性、主動性和創(chuàng)造性。學(xué)生的積極性、主動性和創(chuàng)造性如何激發(fā)?就應(yīng)培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣。學(xué)生的興趣如何培養(yǎng)?答案是:堅守人本原則, 設(shè)計人本教學(xué), 構(gòu)筑人本課堂, 教師要為學(xué)生提供體驗成功的機(jī)會, 為學(xué)生搭建展示才華的平臺。因為, 教育的本質(zhì)就是一種“育人”活動。

參考文獻(xiàn)

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適應(yīng)氣候的建筑設(shè)計策略及方法研究 第11篇

關(guān)鍵詞：適應(yīng)氣候；建筑設(shè)計；策略；方法

前言：目前，建筑設(shè)計不僅追求可持續(xù)發(fā)展，也追求生態(tài)建設(shè)，因而發(fā)展適應(yīng)氣候的建筑設(shè)計具有重要意義。設(shè)計建筑時，考慮氣候的因素，不僅可以帶給人們更加舒適和健康的生活環(huán)境，而且也符合我國現(xiàn)代追求低碳環(huán)保和節(jié)能的目標(biāo)。為此，我國進(jìn)行建筑設(shè)計時遵循一定的設(shè)計原理，并且有效結(jié)合地形和氣候優(yōu)勢，進(jìn)而選擇利用合適的技術(shù)手段，能夠建設(shè)出更加生態(tài)的建筑。

一、適應(yīng)氣候的建筑設(shè)計原理

氣候的設(shè)計原理主要依據(jù)建筑自身的調(diào)節(jié)而實現(xiàn)，這是被動式的方法，但也可以通過環(huán)境設(shè)備等進(jìn)行主動式的調(diào)控。適應(yīng)氣候的建筑設(shè)計，其目的是為了在設(shè)計初期，有效規(guī)避不利因素對建筑設(shè)計的影響，進(jìn)而為使用者創(chuàng)造舒適的環(huán)境。因此需要有效利用氣候條件，盡可能采取被動式的建筑設(shè)計，減少人工對建筑設(shè)備等的調(diào)節(jié)。被動式的氣候建筑設(shè)計在較多情況下都適用。

二、適應(yīng)氣候的建筑設(shè)計策略

（一）考慮氣候的要素和分區(qū)

衡量建筑是否符合適宜性要求的標(biāo)準(zhǔn)就是建筑設(shè)計是否與氣候相協(xié)調(diào)。因此，對于不同氣候地區(qū)應(yīng)該采取不同的建筑設(shè)計，氣候因素成為建筑師進(jìn)行建筑設(shè)計之始需首要考慮的問題。例如：熱帶地區(qū)和寒冷地區(qū)的建筑設(shè)計就有較大的區(qū)別，熱帶地區(qū)的建筑設(shè)計主要遵循恒溫原則，有效避免太陽對建筑的直接照射，進(jìn)而利用蒸發(fā)降溫技術(shù)以促進(jìn)空氣的快速流動；而寒冷地區(qū)的建筑設(shè)計需要考慮保溫措施，由于寒冷地區(qū)的溫度較低，因此需要有效的利用太陽能等資源以保持室內(nèi)的溫度。

（二）符合生態(tài)氣候?qū)W的原則

目前，建筑設(shè)計需要遵循生態(tài)氣候?qū)W的原則，以促進(jìn)建筑設(shè)計更符合環(huán)保節(jié)能和為人類提供健康空間的要求。實現(xiàn)建筑設(shè)計的環(huán)保節(jié)能和低碳是建立在滿足人類舒適性要求的基礎(chǔ)上的，并不是一味的追求節(jié)能而忽略了人類的舒適感。做好建筑設(shè)計的節(jié)能工作，不僅可以為人類提供一個健康、舒適的環(huán)境，而且可以促進(jìn)建筑的可持續(xù)發(fā)展。

三、適應(yīng)氣候的建筑設(shè)計方法

（一）建筑設(shè)計的選址和布局方式

1建筑設(shè)計的選址方法

首先，考慮太陽輻射的因素。太陽的熱能為建筑本身提供了充足的熱源，能夠增高建筑的溫度。另外，“萬物生長靠太陽”，太陽與人類生活間聯(lián)系密切，不可分離。因而，適應(yīng)氣候的建筑設(shè)計在選址中一定要依據(jù)太陽輻射因素而進(jìn)行。其次，考慮風(fēng)向的因素。自然界中有的風(fēng)可以增加人們的舒適感，但有的風(fēng)則會使人們厭煩，因而建筑師進(jìn)行建筑設(shè)計時要考慮風(fēng)向因素。再次，考慮降水因素。最后，對建設(shè)建筑的位置進(jìn)行有效的區(qū)域氣候分析，進(jìn)而使建筑選址更為合理[1]。

2建筑設(shè)計的布局方式

首先，建筑設(shè)計的朝向布局，一般考慮太陽輻射和風(fēng)這兩個因素。例如：我國東北地區(qū)的四季分明，因而較多的建筑選擇坐北朝南的朝向設(shè)計，這在很大程度上考慮了風(fēng)的因素和太陽照射的因素。其次，建筑設(shè)計的間距布局，一般情況下考慮日光照射和通風(fēng)性兩個因素。如果建筑物間距過于密集，則通風(fēng)性較差，日光照射度也較差；反之，則會增強(qiáng)日照和通風(fēng)性，為人們提供更為舒適的環(huán)境。最后，建筑設(shè)計的群體布局，一般情況下，群體建筑更加有利于改善氣候因素對建筑本身的不利影響，創(chuàng)造出更好的令人適宜的微氣候環(huán)境。

（二）建筑外部空間的設(shè)計方法

1外部空間形態(tài)的設(shè)計

進(jìn)行建筑外部空間形態(tài)的設(shè)計時，一定要考慮微氣候環(huán)境為人類提供舒適性的因素，因此需要建筑師考慮風(fēng)環(huán)境和熱環(huán)境的因素以營造微氣候環(huán)境。首先，建筑群體設(shè)計時要考慮風(fēng)和建筑群體間產(chǎn)生的各種復(fù)雜因素，為建筑營造良好的風(fēng)環(huán)境。其次，利用水體和綠化植被以改善建筑群體間的熱環(huán)境。最后，針對地方實際氣候而設(shè)計建筑的過渡空間，以達(dá)到室內(nèi)與室外相融合的目的。

2外部空間的綠化設(shè)計

進(jìn)行外部空間的綠化設(shè)計，可以起到調(diào)節(jié)微氣候的目的。其一，綠化植被可以對建筑起到降溫的作用；其二，綠化植被有利于通過蒸騰作用增加空氣濕度；其三，綠化植被可以促進(jìn)空氣氣流的流通，增強(qiáng)人們的舒適感；其四，綠化植被可以吸取城市的部分噪音，有利于為室內(nèi)居民提供安靜環(huán)境。此外，建筑外部空間的綠化設(shè)計要遵循一定的原則和方法，以發(fā)揮綠化設(shè)計的最大效果[2]。

（三）建筑本體的設(shè)計方法

1建筑空間的設(shè)計

建筑設(shè)計應(yīng)結(jié)合具體的氣候環(huán)境而進(jìn)行，在不同氣候條件下，其建筑設(shè)計也應(yīng)進(jìn)行相應(yīng)的改變。首先，對建筑的體形設(shè)計，應(yīng)結(jié)合具體要求而選擇，一般情況下，比較規(guī)則的、簡單的建筑體形可以增強(qiáng)保溫效果。其次，對建筑進(jìn)行組合設(shè)計時，一定要考慮陽光和風(fēng)的因素，以使組合建筑物有良好的舒適感，即：陽光照射線強(qiáng)烈以及通風(fēng)性能良好。一般情況下，選擇自然通風(fēng)，可以增強(qiáng)室內(nèi)的舒適感。

2建筑外維護(hù)設(shè)計

首先，進(jìn)行屋頂設(shè)計時，一定要使屋頂保持良好的熱緩沖性能，以最大限度發(fā)揮建筑物的效果。一般情況下，建筑師比較傾向于利用雙層維護(hù)結(jié)構(gòu)以及在建筑屋頂建立生態(tài)綠化體系兩種方式以保持和提高熱緩沖性能。其次，進(jìn)行外墻設(shè)計時，應(yīng)該積極利用室外的氣候環(huán)境以盡可能改善室內(nèi)的環(huán)境。最后，對門窗進(jìn)行遮陽設(shè)計，可以有效調(diào)節(jié)室內(nèi)溫度。

結(jié)論：

綜上所述，適應(yīng)氣候因素的建筑設(shè)計可以較大程度滿足人們對舒適和健康生活的需要，并可以為我國走低碳環(huán)保發(fā)展方向提供有利的條件。我國適應(yīng)氣候的建筑設(shè)計需遵循一定的設(shè)計原理，需要我國有關(guān)單位針對建筑建設(shè)的實際情況而采取有效的設(shè)計策略和設(shè)計方法。從而使建筑設(shè)計既能達(dá)到節(jié)能、低碳環(huán)保的目標(biāo)，又能彰顯出有地域特色的設(shè)計。

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適應(yīng)策略 第12篇

近年來, 分布式發(fā)電成為了未來能源的主要發(fā)展方向之一。然而分布式發(fā)電系統(tǒng)輸出功率會產(chǎn)生波動, 對傳統(tǒng)的大電網(wǎng)造成沖擊, 降低電網(wǎng)運(yùn)行的穩(wěn)定性和可靠性。為了協(xié)調(diào)分布式發(fā)電與大電網(wǎng)之間的矛盾, 充分挖掘分布式能源為電網(wǎng)和用戶所帶來的價值和效益, 近年來學(xué)者們提出微電網(wǎng)的概念[1,2]。

孤島微電網(wǎng)的控制策略主要分為以下兩種。 (1) 主從控制[3]。此種控制策略需要微電網(wǎng)中一臺逆變器作為電壓源為微電網(wǎng)提供電壓參考, 其他逆變器作為電流源并入微電網(wǎng), 可以為微電網(wǎng)提供可靠的參考電壓, 但是需要逆變器之間進(jìn)行通信, 限制接入微電網(wǎng)的分布式發(fā)電系統(tǒng)的距離。 (2) 下垂控制[4,5,6,7]。此種控制策略借鑒同步發(fā)電機(jī)的運(yùn)行特性來實現(xiàn)微電網(wǎng)的控制, 無需采用通信線, 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單可靠, 成本低廉, 容易實現(xiàn)“即插即用”, 但是微電網(wǎng)母線電壓幅值和頻率會隨著采用下垂控制的逆變器輸出功率的變化而變化, 將會對敏感性負(fù)荷產(chǎn)生不良影響。文獻(xiàn)[8-10]分別對傳統(tǒng)下垂控制進(jìn)行了改進(jìn), 能夠有效減小微電網(wǎng)在負(fù)荷波動時母線電壓幅值和頻率的不穩(wěn)定, 但是不能消除電壓幅值和頻率的偏移。

本文設(shè)計的基于下垂系數(shù)步長自適應(yīng)的微電網(wǎng)控制策略能夠自動改變下垂系數(shù)的步長, 這種控制策略不但具有傳統(tǒng)下垂控制策略的優(yōu)點, 還可以有效地抑制逆變器輸出功率變化帶來的微電網(wǎng)電壓波動。本文對基于下垂系數(shù)步長自適應(yīng)的微電網(wǎng)控制策略進(jìn)行仿真和實驗, 驗證了此種控制策略的可靠性和有效性。

1 下垂控制的原理

以兩臺逆變器并聯(lián)為例, 含有兩臺采用下垂控制的逆變器的微電網(wǎng)可等效為圖1。

圖1中:U1和U2分別為逆變器1, 2的空載電壓幅值;ф1和ф2分別為逆變器1, 2的空載電壓與實際母線電壓E∠0的相角差;R1和R2分別為逆變器1, 2的輸出電阻與線路電阻之和;X1和X2分別為逆變器1, 2的輸出感抗與線路感抗之和。在低壓微電網(wǎng)系統(tǒng)中, 低壓線路一般呈現(xiàn)阻性, 本文中通過對逆變器閉環(huán)控制器參數(shù)的合理設(shè)計[11]及加入虛擬阻抗等辦法, 使得逆變器輸出阻抗為感性。由此可得逆變器輸出有功功率和無功功率可以表示為[12,13]:

式中:下標(biāo)i取1或2。

由式 (1) 和式 (2) 可見, 此時逆變器輸出的有功功率主要與相角有關(guān), 逆變器輸出的無功功率主要與幅值有關(guān), 因此通過對輸出電壓的相角和電壓幅值的控制來控制逆變器輸出的有功功率和無功功率。下垂控制的微電網(wǎng)電壓指令由下垂控制方程[14,15,16]產(chǎn)生, 其表達(dá)式為:

式中:m和k分別為有功功率和無功功率的下垂控制系數(shù);ω*和U*分別為逆變器空載輸出電壓的角頻率和幅值;ω和U分別為逆變器輸出電壓的角頻率和幅值。

根據(jù)式 (3) 和式 (4) 可以得到微電網(wǎng)中P/f和Q/V的關(guān)系。以P/f為例, P/f之間的關(guān)系如圖2所示。

在t1時刻, 采用下垂控制的逆變器輸出功率為P1, 對應(yīng)的角頻率為ω1;在t2時刻, 微電網(wǎng)中分布式發(fā)電系統(tǒng)的輸出功率發(fā)生變化而負(fù)載不變, 此時采用下垂控制的逆變器輸出功率將發(fā)生變化, 設(shè)為P2, 但是下垂曲線m1并沒有發(fā)生改變, 根據(jù)下垂曲線可以得出此時逆變器輸出電壓頻率將會變?yōu)棣?, 此時微電網(wǎng)母線電壓頻率就會發(fā)生變化。同理, 當(dāng)分布式發(fā)電系統(tǒng)輸出的無功功率發(fā)生變化時, 微電網(wǎng)母線電壓幅值也會發(fā)生相應(yīng)的變化, 這會對接入微電網(wǎng)的設(shè)備產(chǎn)生不良影響。

2 基于下垂系數(shù)步長自適應(yīng)的下垂控制原理

本文設(shè)計的基于下垂系數(shù)步長自適應(yīng)的下垂控制策略能夠有效地抑制微電網(wǎng)電壓幅值和頻率的偏移。如圖2所示, 在t2時刻, 當(dāng)逆變器輸出功率變化為P2時, 該控制策略將自動更改下垂系數(shù)來改變下垂曲線的斜率, 新產(chǎn)生的下垂曲線如圖2中的m2所示, 此時逆變器輸出電壓的頻率就會重新回到ω1, 保持微電網(wǎng)母線電壓頻率不變。同理, 通過調(diào)整Q/V的下垂系數(shù)可以使微電網(wǎng)母線電壓的幅值不產(chǎn)生變化。

2.1 下垂系數(shù)步長計算流程

下垂系數(shù)步長自適應(yīng)的計算流程如圖3所示。

從圖3可以看出, 基于下垂系數(shù)步長自適應(yīng)的下垂控制策略首先實時采集逆變器輸出電壓, 然后對逆變器輸出電壓進(jìn)行修正, 使其與母線電壓相同, 再通過對電壓進(jìn)行dq變換來得到母線電壓幅值以及利用軟鎖相環(huán)[17]得到微電網(wǎng)母線電壓的頻率, 最后利用比例—積分 (PI) 調(diào)節(jié)器形成對下垂系數(shù)的閉環(huán)控制, 從而保持微電網(wǎng)母線電壓的幅值和頻率的穩(wěn)定。

根據(jù)圖3可得, 基于下垂系數(shù)步長自適應(yīng)的微電網(wǎng)控制策略的下垂方程為:

式中:ω′和U′分別為期望的母線電壓角頻率和幅值;ωn*和Un*分別為第n臺逆變器空載輸出電壓的角頻率和幅值;ωn和Un分別為第n臺逆變器輸出電壓的角頻率和幅值;G1 (s) 和G2 (s) 分別為角頻率環(huán)的PI傳遞函數(shù)和電壓幅值環(huán)的PI傳遞函數(shù)。

在微電網(wǎng)運(yùn)行過程中, 當(dāng)分布式發(fā)電系統(tǒng)輸出功率發(fā)生變化時, 微電網(wǎng)自身可以通過對母線電壓角頻率和幅值的閉環(huán)控制, 自動改變下垂系數(shù)的步長, 從而將微電網(wǎng)母線電壓的幅值和頻率控制在一個穩(wěn)定的水平, 有效地抑制因分布式發(fā)電系統(tǒng)輸出功率的波動而引起的波動。

綜上所述, 由于文章篇幅所限, 基于下垂系數(shù)步長自適應(yīng)的下垂控制策略的整體控制框圖如附錄A圖A1所示。

2.2 下垂系數(shù)步長調(diào)節(jié)環(huán)路設(shè)計

由式 (1) 至式 (4) 可得, 采用下垂控制的逆變器功率均分主要受兩個因素的影響, 分別為逆變器的下垂系數(shù)和逆變器的輸出阻抗, 若能保持逆變器之間的輸出阻抗相同且下垂系數(shù)合理就可以實現(xiàn)逆變器的功率均分。

為了保證逆變器的輸出阻抗相同, 本文采用了虛擬阻抗技術(shù)[18,19,20,21], 即在逆變器的閉環(huán)控制外加入輸出阻抗調(diào)節(jié)模塊, 通過對虛擬阻抗的合理設(shè)計來保證微電網(wǎng)中各個逆變器的等效內(nèi)阻抗相同, 從而抑制逆變器之間的環(huán)流, 提高系統(tǒng)均流控制精度和穩(wěn)定性。

在逆變器的輸出阻抗相同后, 為了實現(xiàn)逆變器之間的功率均分, 需要保證逆變器之間的下垂系數(shù)比不變。在本文設(shè)計的基于下垂系數(shù)步長自適應(yīng)的控制策略中, 下垂系數(shù)是隨著輸出功率的變化而實時變化的。為了消除下垂系數(shù)調(diào)節(jié)環(huán)路對于功率均分的影響, 在控制環(huán)中加入了對下垂系數(shù)調(diào)節(jié)環(huán)路的邏輯控制, 具體的控制流程如圖4所示。

首先采集逆變器輸出電壓和輸出電流作dq變換, 并對其進(jìn)行低通濾波, 然后對逆變器輸出功率進(jìn)行不同采樣周期長度的平均值濾波處理, 其中短周期濾波作為逆變器輸出功率的瞬時值, 長周期濾波作為上一次逆變器的輸出功率, 以兩次平均值濾波的差值作為逆變器是否均分的判斷值, 與閾值進(jìn)行比較。除此之外, 本文還對調(diào)節(jié)開關(guān)進(jìn)行了延時驗證處理, 以調(diào)節(jié)開關(guān)接入過程為例, 具體處理過程為:當(dāng)通過邏輯判斷發(fā)現(xiàn)逆變器輸出功率不發(fā)生波動之后, 暫時不打開調(diào)節(jié)環(huán)路開關(guān), 而是先進(jìn)行計數(shù)操作, 每次計數(shù)時驗證當(dāng)前計數(shù)時刻功率是否發(fā)生大于閾值的波動, 若小于閾值, 計數(shù)值加1, 若大于閾值, 計數(shù)值重新清零, 當(dāng)計數(shù)值超過設(shè)定的驗證次數(shù)后, 再打開調(diào)節(jié)環(huán)路開關(guān)。通過上述兩步的處理可以有效地減少逆變器因為輸出功率計算誤差而造成的逆變器調(diào)節(jié)開關(guān)的誤動作。

當(dāng)逆變器輸出功率在采樣間隔內(nèi)變化大于其額定功率的0.5%時, 先將下垂系數(shù)調(diào)節(jié)環(huán)路切除, 讓逆變器先按照下垂公式進(jìn)行功率均分, 待均分完成之后再將下垂系數(shù)控制環(huán)路接入控制系統(tǒng)中。

根據(jù)邏輯控制條件, 可以將逆變器控制分為以下兩種狀態(tài)。

1) 下垂系數(shù)調(diào)節(jié)環(huán)路切除, 逆變器采用傳統(tǒng)的下垂控制狀態(tài)。

當(dāng)逆變器采用傳統(tǒng)下垂控制策略時, 由于虛擬阻抗環(huán)的加入可以保證逆變器等效輸出阻抗的相同, 因此逆變器可以實現(xiàn)功率均分。

2) 下垂系數(shù)調(diào)節(jié)環(huán)路接入, 逆變器采用基于下垂系數(shù)步長自適應(yīng)的下垂控制策略。

當(dāng)逆變器實現(xiàn)功率均分之后, 將下垂系數(shù)調(diào)節(jié)環(huán)路接入控制系統(tǒng)。由于逆變器的等效輸出阻抗相同, 因此實現(xiàn)逆變器之間的功率均分只需要保證逆變器之間的下垂系數(shù)比與環(huán)路接入之前相同。

以幅值調(diào)節(jié)系數(shù)環(huán)路為例, 幅值環(huán)的傳遞函數(shù)如式 (9) 所示:

式中:kp為比例環(huán)節(jié)的比例系數(shù);Ti為積分環(huán)節(jié)的時間常數(shù);Ud為微電網(wǎng)母線電壓幅值。

根據(jù)傳遞函數(shù)可得其時域公式為:

根據(jù)式 (10) 可得, 因Un*為給定電壓幅值, 因此Ud-Un*在每個逆變器中每個采樣時刻也為相同數(shù)值。根據(jù)逆變器的參數(shù)不同, 本文通過合理調(diào)整kp和Ti的大小來保證逆變器之間的系數(shù)比與環(huán)路接入之前相同。以逆變器的額定功率為例, 逆變器A額定功率為S1, 逆變器B額定功率為S2, 傳統(tǒng)的下垂控制為了保證兩臺逆變器之間功率均分, 兩臺逆變器中的下垂系數(shù)比為S1/S2。在接入下垂系數(shù)控制環(huán)路之后, 為了保持兩臺逆變器的下垂系數(shù)之比依舊為S1/S2, 則可設(shè)置兩臺逆變器擁有相同的Ti, kp的比例為S1/S2, 根據(jù)式 (10) 可得, 逆變器的下垂系數(shù)之比在環(huán)路調(diào)節(jié)過程中始終保持為S1/S2。

以幅值調(diào)節(jié)環(huán)為例, 在實際運(yùn)行過程中, 影響逆變器下垂系數(shù)比的主要因素為調(diào)節(jié)環(huán)路中的PI參數(shù), 對母線電壓幅值的采樣以及數(shù)字信號處理器 (DSP) 中包含調(diào)節(jié)環(huán)路計算的中斷調(diào)用時間。針對以上三個因素, 本文均采取了一定的措施來保證逆變器在運(yùn)行過程中下垂系數(shù)比與預(yù)定值保持一致。具體如下。

1) 不同的逆變器之間嚴(yán)格按照逆變器本身的下垂系數(shù)比來設(shè)計PI控制參數(shù)。

2) 對逆變器采樣得到的母線電壓幅值, 本文首先進(jìn)行了限定位數(shù)處理, 然后再進(jìn)行平均值濾波, 進(jìn)一步減小逆變器對母線電壓幅值的采樣誤差。

3) 在DSP中, 本文根據(jù)不同逆變器上DSP的時鐘周期等信息來設(shè)置中斷時間, 通過控制中斷時間相同來保證在同一時段內(nèi)下垂控制調(diào)節(jié)環(huán)路的調(diào)節(jié)次數(shù)相同。

通過上述處理過程, 可以有效地保證在實際運(yùn)行過程中逆變器下垂系數(shù)比與設(shè)定值保持一致, 從而保證逆變器能夠?qū)崿F(xiàn)功率均分。

根據(jù)上文可得, 當(dāng)下垂系數(shù)調(diào)節(jié)環(huán)路接入系統(tǒng)之前, 逆變器功率處于均分狀態(tài);下垂系數(shù)調(diào)節(jié)環(huán)路接入系統(tǒng)之后, 因逆變器的等效輸出阻抗相同且逆變器下垂系數(shù)比與接入系統(tǒng)之前始終保持一致, 因此在下垂系數(shù)調(diào)節(jié)過程中逆變器依舊處于功率均分狀態(tài)。

3 仿真與實驗

本文在實驗室微電網(wǎng)平臺上對基于下垂系數(shù)步長自適應(yīng)下垂控制策略進(jìn)行了實驗驗證, 具體實驗參數(shù)為:兩臺逆變器參數(shù)相同, 容量為10kVA, 開關(guān)頻率為10kHz, 輸入電壓Vdc=260V, 輸出電壓U=110V, 頻率為50Hz, 輸出LCL濾波器, 濾波器側(cè)電感Lf=0.8mH, 濾波電容C=60μF, 網(wǎng)側(cè)電感L=2 mH, 在其中一臺逆變器網(wǎng)側(cè)電感后串聯(lián)1mH的電感。光伏逆變器容量為10kVA, 輸出LCL濾波器, 逆變器側(cè)濾波電感Lpv2=0.6 mH, 濾波電容為Cpv=60μF, 網(wǎng)側(cè)電感Lpv=3mH。因負(fù)載所需無功功率較小, 所以實驗中設(shè)定光伏發(fā)電系統(tǒng)吸收無功功率。下垂系數(shù)調(diào)節(jié)環(huán)路中, kp均為2, Ti均為0.001。

實驗中, 光伏發(fā)電系統(tǒng)輸出電流如圖5所示, 由于光伏發(fā)電系統(tǒng)是以電流源的形式并入微電網(wǎng), 因此利用輸出電流大小來反映其輸出功率的大小。

2種控制策略下的微電網(wǎng)母線電壓如圖6所示。從實驗結(jié)果可以看出, 當(dāng)光伏發(fā)電系統(tǒng)輸出功率發(fā)生變化時, 采用傳統(tǒng)下垂控制策略的微電網(wǎng)母線電壓幅值有明顯的波動, 而采用基于下垂系數(shù)步長自適應(yīng)的下垂控制策略的微電網(wǎng)母線電壓幅值沒有產(chǎn)生波動。這說明基于下垂系數(shù)步長自適應(yīng)的下垂控制策略的微電網(wǎng)通過調(diào)節(jié)自身下垂系數(shù)的步長可以有效抑制光伏發(fā)電系統(tǒng)功率波動帶來的電壓幅值波動。

2種控制策略下的微電網(wǎng)母線電壓頻率如圖7所示。通過對比可得, 當(dāng)光伏發(fā)電系統(tǒng)輸出功率發(fā)生變化時, 采用傳統(tǒng)下垂控制策略的微電網(wǎng)母線電壓頻率是時刻變化的, 而采用基于下垂系數(shù)步長自適應(yīng)的下垂控制策略的微電網(wǎng)母線電壓頻率是不變的, 這說明基于下垂系數(shù)步長自適應(yīng)的下垂控制策略通過調(diào)節(jié)下垂系數(shù)步長可以有效抑制光伏發(fā)電系統(tǒng)功率波動帶來的電壓頻率波動。

兩臺采用基于下垂系數(shù)步長自適應(yīng)的下垂控制策略的逆變器輸出有功功率和無功功率的對比如圖8所示?？梢钥闯? 采用基于下垂系數(shù)步長自適應(yīng)的下垂控制策略的逆變器功率均分效果良好。

在微電網(wǎng)中, 若負(fù)載發(fā)生變化也會導(dǎo)致母線電壓幅值和頻率的偏移。圖9為負(fù)載發(fā)生變化時逆變器的輸出電流?？梢钥闯? 微電網(wǎng)在某一時刻接入了非線性負(fù)載, 并且兩臺逆變器輸出電流大小相同、相位一致, 說明逆變器功率均分效果良好。

圖10 (a) 和圖10 (b) 分別為逆變器所帶負(fù)載發(fā)生變化時, 2種控制策略下的微電網(wǎng)母線電壓。由圖10可以看出, 當(dāng)非線性負(fù)載加入后, 采用傳統(tǒng)下垂控制策略的微電網(wǎng)母線電壓幅值有明顯的波動, 而采用基于下垂系數(shù)步長自適應(yīng)的下垂控制策略的微電網(wǎng)母線電壓幅值沒有產(chǎn)生波動。

2種控制策略下的微電網(wǎng)母線電壓頻率如圖11所示。通過對比可得, 當(dāng)負(fù)載發(fā)生變化時, 采用傳統(tǒng)下垂控制的微電網(wǎng)母線電壓頻率是時刻變化的, 而采用基于下垂系數(shù)步長自適應(yīng)的下垂控制策略的微電網(wǎng)母線電壓頻率是不變的, 這說明基于下垂系數(shù)步長自適應(yīng)的下垂控制策略通過調(diào)節(jié)下垂系數(shù)步長可以有效抑制負(fù)載變化帶來的電壓頻率波動。

4 結(jié)語

通過對傳統(tǒng)下垂控制策略的深入研究與分析, 針對分布式發(fā)電系統(tǒng)功率波動較大的特性, 提出了一種基于下垂系數(shù)步長自適應(yīng)的下垂控制策略。該控制策略可以有效地防止微電網(wǎng)母線的波動, 提高微電網(wǎng)的電能質(zhì)量。最后, 在微電網(wǎng)的實驗平臺進(jìn)行了驗證, 表明這種控制策略能夠有效地抑制分布式發(fā)電系統(tǒng)帶來的微電網(wǎng)母線電壓波動, 具有一定的應(yīng)用價值。

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