ADAPTACYJNY RÓŻNICZKOWY ALGORYTM EWOLUCYJNY ZE STRATEGIĄ DOSTOSOWYWANIA GRANIC DO ROZWIĄZYWANIA NIELINIOWYCH PROBLEMÓW IDENTYFIKACJI PARAMETRÓW

Watchara Wongsa


Khon Kaen University (Tajlandia)
https://orcid.org/0000-0001-6320-149X

Pikul Puphasuk


Khon Kaen University (Tajlandia)
https://orcid.org/0000-0001-9069-1703

Jeerayut Wetweerapong

wjeera@kku.ac.th
Khon Kaen University (Tajlandia)
https://orcid.org/0000-0001-5053-3989

Abstrakt

Problemy identyfikacji parametrów w świecie rzeczywistym wymagają określenia granic, które pokrywają nieznane rozwiązania. W artykule przedstawiono adaptacyjny różniczkowy algorytm ewolucyjny ze strategią dostosowywania granic (ADEBAS) do rozwiązywania nieliniowych problemów identyfikacji parametrów. Strategia dostosowywania wykrywa naruszenia granic parametrów zmutowanych wektorów podczas procesu ewolucji i stopniowo rozszerza granice. Algorytm adaptacyjnie wykorzystuje dwie strategie mutacji i dwa zakresy szybkości krzyżowania, aby zrównoważyć różnorodność populacji i szybkość zbieżności. Wyniki eksperymentów pokazują, że ADEBAS może rozwiązać 24 zadania regresji nieliniowej z benchmarku National Institute of Standards and Technology z dokładnym oszacowaniem i niezawodnością. Przewyższa również porównywane metody w rzeczywistych problemach identyfikacji parametrów.


Słowa kluczowe:

parameter identification, differential evolution algorithm, bound adjustment strategy

Alam D. F. et al.: Flower pollination algorithm based solar PV parameter estimation. Energy Conversion and Management 101, 2015, 410–422 [http://dx.doi.org/10.1016/j.enconman.2015.05.074].
  Google Scholar

Askary R., Najarchi M., Mazaheri H.: Estimating SWRC parameters and unsaturated hydraulic permeability by improved Jaya and hybrid improved jaya optimization algorithms. Earth Science Informatics 15(4), 2022, 2155–2169 [https://doi.org/10.1007/s12145-022-00862-z].
  Google Scholar

Barati R.: Parameter estimation of nonlinear Muskingum models using Nelder-Mead simplex algorithm. Journal of Hydrologic Engineering 16(11), 2011, 946–954 [http://doi.org/10.1061/(ASCE)HE.1943-5584.0000379].
  Google Scholar

Brooks S. P., Morgan B. J.: Optimization using simulated annealing. Journal of the Royal Statistical Society Series D: The Statistician 44(2), 1995, 241–257.
  Google Scholar

Chen X. et al.: Teaching–learning–based artificial bee colony for solar photovoltaic parameter estimation. Applied energy 212, 2018, 1578–1588 [https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2017.12.115].
  Google Scholar

Gautier M., Janot A., Vandanjon P. O.: A new closed-loop output error method for parameter identification of robot dynamics. IEEE Transactions on Control Systems Technology 21(2), 2012, 428–444 [https://doi.org/10.1109/TCST.2012.2185697].
  Google Scholar

Hu Z., Gong W., Li S.: Reinforcement learning-based differential evolution for parameters extraction of photovoltaic models. Energy Reports 7, 2021, 916–928 [https://doi.org/10.1016/j.egyr.2021.01.096].
  Google Scholar

Jin J., Gans N.: Parameter identification for industrial robots with a fast and robust trajectory design approach. Robotics and Computer-Integrated Manufacturing 31, 2015, 21–29 [https://doi.org/10.1016/j.rcim.2014.06.004].
  Google Scholar

Kennedy J., Eberhart R.: Particle swarm optimization. Proceedings of ICNN'95-international conference on neural networks, 1995, 1942–1948.
  Google Scholar

Li S., Gong W., Yan X., Hu C., Bai D., Wang L.: Parameter estimation of photovoltaic models with memetic adaptive differential evolution. Solar Energy 190, 2019, 465–474 [https://doi.org/10.1016/j.solener.2019.08.022].
  Google Scholar

Liang J. et al.: Parameters estimation of solar photovoltaic models via a self-adaptive ensemble-based differential evolution. Solar Energy 207, 2020, 336–346 [https://doi.org/10.1016/j.solener.2020.06.100].
  Google Scholar

Mohan S.: Parameter estimation of nonlinear Muskingum models using genetic algorithm. Journal of hydraulic engineering 123(2), 1997, 137–142 [https://doi.org/10.1061/(ASCE)0733-9429(1997)123:2(137)].
  Google Scholar

Nemes A. D. et al.: Description of the unsaturated soil hydraulic database UNSODA version 2.0. Journal of hydrology 251(3-4), 2001, 151–162.
  Google Scholar

Price W. L.: A controlled random search procedure for global optimisation. The Computer Journal 20(4), 1977, 367–370.
  Google Scholar

Puphasuk P., Wetweerapong J.: An enhanced differential evolution algorithm with adaptation of switching crossover strategy for continuous optimization. Foundations of Computing and Decision Sciences 45(2), 2020, 97–124 [https://doi.org/10.2478/fcds-2020-0007].
  Google Scholar

Salhi H., Kamoun S.: A recursive parametric estimation algorithm of multivariable nonlinear systems described by Hammerstein mathematical models. Applied Mathematical Modelling 39(16), 2015, 4951–4962 [https://doi.org/10.1016/j.apm.2015.03.050].
  Google Scholar

Singsathid P., Wetweerapong J., Puphasuk P.: Parameter estimation of solar PV models using self-adaptive differential evolution with dynamic mutation and pheromone strategy. Computer Science 19(1), 2024, 13–21.
  Google Scholar

Storn R., Price K.: Differential evolution–a simple and efficient heuristic for global optimization over continuous spaces. Journal of global optimization 11, 1997, 341–359 [http://doi.org/10.1023/A:1008202821328].
  Google Scholar

Tvrdík J., Křivý I., Mišík L.: Adaptive population-based search: application to estimation of nonlinear regression parameters. Computational statistics & data analysis 52(2), 2007, 713–724 [https://doi.org/10.1016/j.csda.2006.10.014].
  Google Scholar

Wang D. et al.: Heterogeneous differential evolution algorithm for parameter estimation of solar photovoltaic models. Energy Reports 8, 2022, 4724–4746 [https://doi.org/10.1016/j.egyr.2022.03.144].
  Google Scholar

Wang L., Huang C., Huang L.: Parameter estimation of the soil water retention curve model with Jaya algorithm. Computers and Electronics in Agriculture 151, 2018, 349–353 [https://doi.org/10.1016/j.compag.2018.06.024].
  Google Scholar

Whitley D.: A genetic algorithm tutorial. Statistics and computing 4, 1994, 65–85.
  Google Scholar

Xu L.: The damping iterative parameter identification method for dynamical systems based on the sine signal measurement. Signal Processing 120, 2016, 660–667 [https://doi.org/10.1016/j.sigpro.2015.10.009].
  Google Scholar

Yang X., You X.: Estimating parameters of van Genuchten model for soil water retention curve by intelligent algorithms. Applied Mathematics & Information Sciences 7(5), 2013, 1977–1983.
  Google Scholar

Yu K. et al.: A performance-guided JAYA algorithm for parameters identification of photovoltaic cell and module. Applied Energy 237, 2019, 241–257 [https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2019.01.008].
  Google Scholar

Zhang J., Wang Z., Luo X.: Parameter estimation for soil water retention curve using the salp swarm algorithm. Water 10(6), 2018, 815 [https://doi.org/10.3390/w10060815].
  Google Scholar

Zhou J. et al.: Parameters identification of photovoltaic models using a differential evolution algorithm based on elite and obsolete dynamic learning. Applied Energy 314, 2022, [https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2022.118877].
  Google Scholar

National Institute of Standards and Technology. Nonlinear regression, 2003 [https://www.itl.nist.gov/div898/strd/nls/nls_info.shtml].
  Google Scholar


Opublikowane
2024-06-30

Cited By / Share

Wongsa, W., Puphasuk, P., & Wetweerapong, J. (2024). ADAPTACYJNY RÓŻNICZKOWY ALGORYTM EWOLUCYJNY ZE STRATEGIĄ DOSTOSOWYWANIA GRANIC DO ROZWIĄZYWANIA NIELINIOWYCH PROBLEMÓW IDENTYFIKACJI PARAMETRÓW. Informatyka, Automatyka, Pomiary W Gospodarce I Ochronie Środowiska, 14(2), 119–126. https://doi.org/10.35784/iapgos.5684

Autorzy

Watchara Wongsa 

Khon Kaen University Tajlandia
https://orcid.org/0000-0001-6320-149X

Autorzy

Pikul Puphasuk 

Khon Kaen University Tajlandia
https://orcid.org/0000-0001-9069-1703

Autorzy

Jeerayut Wetweerapong 
wjeera@kku.ac.th
Khon Kaen University Tajlandia
https://orcid.org/0000-0001-5053-3989

Statystyki

Abstract views: 13
PDF downloads: 6


Licencja

Creative Commons License

Utwór dostępny jest na licencji Creative Commons Uznanie autorstwa 4.0 Międzynarodowe.