基于改进粒子群算法的海洋钻机系统布局优化

为提高海洋钻机的工作效率和平台的空间利用率,应用改进的粒子群算法对海洋钻机系统进行布局优化研究。针对多目标、多约束的钻机系统布局优化问题,建立钻机系统布局优化数学模型,应用多目标粒子群算法直接求解,得出相应的最优解集。利用线性加权法将多目标转变为单目标进行求解分析,针对单目标粒子群算法的缺点,基于约束条件、惯性权重以及遗传算法的选择和杂交对粒子群算法进行改进,完成不同改进算法的测试实验。结果表明,在应用粒子群算法求解布局问题时将约束条件作为目标函数、单独引入遗传算法的杂交思想求解速度和精度更好。提出的基于杂交的动态惯性权重粒子群算法的布局优化问题求解性能更优,得到的优化方案符合海洋钻井作业要求且占用甲板面积较小。     

基于粒子群算法的大跨度钢结构吊点层次优化

在面对大跨度钢结构的多台起重机协同吊装时,为了解决各种变形协调方程都不明确情况下的结构吊点设计问题,利用最小应变能原理,基于改进粒子群算法对吊点进行层次优化,即对吊点数量和布局进行综合优化.通过对标准粒子群算法进行改进并结合APDL的ANSYS二次开发技术,在MATLAB环境中编制了适应大跨度钢结构多吊点层次优化的程序,有限元软件ANSYS被后台调用求解目标函数.该方法充分发挥了有限元软件数值计算准确及粒子群算法求极值的高效性和全局性的优点,与ANSYS自带的零阶方法以及遗传算法、模拟退火算法等进化算法相比表明,本优化方法取得了较好的结果,为解决大跨度结构的吊点离散变量组合优化问题提供了一种新的更有效的途径.     

基于改进粒子群优化算法的结构元形态综合

结构元形态综合是与功能元形态综合类似的多最值组合优化问题,在软件中间件和控制算法功能块设计方面有重要的用途.为了解决问题规模较大时经典算法效率不高的问题,提出了一种改进粒子群优化算法.先采用了自然数循环编码技术对粒子位置和速度进行描述,然后在自然数循环编码技术的基础上采用贪婪策略把组合优化问题转化为单峰函数的优化问题.在搜索技术上,采用了分段惯性权重技术和保收敛算法改进算法的寻优能力,最后采用每轮记录多个全局最好值的方法获得多最值.给出了一个组合方案数为378 000的算例对所提算法的有效性进行了验证.算例表明,从多最值求解的角度来说,所提出的改进粒子优化算法要比生境技术简单,从寻优能力的角度来说,所提算法要优于基本的粒子群算法.     

风、光、燃、储多源互补微电网的日优化运行

为了提高微电网经济运行水平,首先,针对粒子群算法前期容易早熟收敛的问题,提出了一种分段非线性惯性系数调整的方法,在此基础上,将Metropolis接受准则加入粒子群算法中,增加粒子跳出局部最优解的概率。采用改进算法及其相关的3种算法对4个基准函数作优化对比测试,验证了改进算法的有效性和可靠性。然后,以微电网发电成本最低和环境效益最优为目的,考虑了实际微网运行的约束条件,建立了包含有光伏阵列、风力发电机、微型燃气轮机、燃料电池、蓄电池的多源互补微电网日优化运行数学模型。最后,将改进算法与标准粒子群算法分别用于微网日运行优化模型求解,验证了采用改进算法能够使微网获得更佳的综合效益。     

基于SLP改进遗传算法的多区域单双行 设备布局优化方法

针对多区域单、双行车间设备布局问题,利用车间二维平面坐标系将车间和设备参数化,构建出多区域单、双行设备布局的数学模型,并提出一种系统化布置设计法(SLP)与改进遗传算法结合的SLP改进遗传算法.算法以最小化车间物流成本为目标,考虑加工过程中产品质量的变化,采用分阶段的算法思想,引入自适应的交叉算子,使用混合种群的初始化方式.实验结果显示,该算法在解决多区域单、双行车间设备布局问题时能够以较快的速度收敛到较优解.     

基于改进CMOPSO挠性卫星姿态机动路径优化

针对挠性卫星姿态快速机动快速稳定控制中的路径优化问题,研究了一种基于云多目标粒子群算法(CMOPSO)的姿态机动路径优化方法.为了解决云多目标粒子群算法寻优初期可能出现粒子陷入局部最优的问题,提出了一种随迭代次数呈反正切函数变化调整惯性权重的改进云多目标粒子群算法.针对挠性卫星大角度姿态机动问题,考虑挠性卫星姿态机动过程中角加速度和角速度的限制,建立了姿态机动路径参数的多目标优化模型,并采用改进的CMOPSO进行优化.仿真结果验证了所提改进的云多目标粒子群算法在挠性卫星姿态快速机动快速稳定控制中的有效性.     

基于改进粒子群算法的柔性制造系统无死锁优化调度

柔性制造系统的优化调度问题是一个复杂的组合优化和NP-hard问题。以赋时Petri网为模型、最小化最大完工时间为优化目标,利用改进粒子群算法对一类柔性制造类系统建立了一种新的无死锁优化调度方法。该方法首先采用2层编码方式对路径和工序进行编码,建立工序与粒子位置之间的一一映射关系;其次,基于实时在线的死锁避免策略对粒子进行死锁检测与修复,保证所搜索的粒子均能解码为无死锁的可行调度序列;然后,设计了2种改进策略：粒子工序定向调整策略和局部搜索策略,以提高算法的寻优效率和局部搜索能力,保证快速得到最优或次优的可行序列;最后,利用2个仿真实验验证所提算法的有效性。实验结果表明：与其他已有算法相比,改进粒子群算法在求解柔性制造系统无死锁优化调度问题上具有较好的寻优能力。     

考虑碳排放影响的物流园区布局优化研究

合理的物流园区功能区布局有助于提高物流作业效率、降低物流成本.在考虑碳排放影响基础上,提出一种结合拓展环境负荷模型（Stochastic Impacts by Regression on Population, Affluence, and Technology, STIRPAT）与系统布局规划理论（Systematic Layout Planning, SLP）的物流园区布局优化方法,针对物流园区的功能布局需求,采用Kaya扩展恒等式与对数平均迪氏指数模型（Log Arithmic Mean Divisia Index, LMDI）进行因素选择及分解,通过构建STIRPAT碳排放模型,对员工规模、产业结构、能源结构及能源强度等因素进行回归分析,探讨物流园区碳排放的影响机理.然后,以改进SLP法为依据,采用灰色预测模型划分货运需求状态并基于马尔科夫链进行预测结果修正,以货运搬运成本最小、综合相关性最大、碳排放量最低为优化目标,采用多种群遗传算法进行布局优化方案求解.实例分析结果表明：物流园区布局优化时,非物流关系及综合相关性分析中需要考虑与园区运营及运输组织相关的产业结构和能源强度因素...     

基于多目标粒子群协同算法的状态参数优化

针对铅锌烧结过程综合透气性、烧结终点的优化具有强非线性、计算复杂等特点,提出了一种有效的多目标粒子群协同优化算法。首先,建立了有综合透气性、烧结终点两个目标的优化模型。接着,通过改进的约束比较方法、粒子极值选取方法,以及利用不同的粒子群来分别优化相应的变量,提出了一种改进的多目标粒子群协同优化算法。最后,利用提出的多目标优化算法进行综合透气性、烧结终点的优化。仿真结果表明,所提出的多目标优化算法能较好地解决综合透气性、烧结终点的优化问题。     

基于粒子群的改进智能算法在载荷识别中的应用

针对粒子群优化算法(PSO)无法处理反求问题中的病态问题,基于粒子群优化算法,通过遗传算法对粒子群优化算法进行改进,提出一种改进的粒子群优化算法(GAPSO),通过载荷识别对该方法进行验证,并应用于静态载荷识别和动态载荷识别算例中。研究结果表明:改进后的粒子群优化算法既能使粒子群优化算法处理病态问题,又提高了反求问题的求解精度。     

基于改进粒子群算法的油田注水管网优化设计

注水采油是我国陆上油田主要的采油方式之一.在油田地面工程投资中,注水管网投资占有很大比重.为节约投资成本,采用改进粒子群优化算法对管网布局数学模型进行求解,求得管网优化的最短路径.在改进算法中通过标准差判断算法是否陷入局部最优,引入遗传算法中的选择交叉操作以增加粒子多样性,从而跳出局部最优,加快收敛速度.研究实例表明,改进粒子群优化算法优于基本粒子群算法.     

粒子群优化算法中惯性权重改进策略综述

在粒子群优化算法的3个参数中,惯性权重是最重要的参数,它对粒子群优化算法性能的提高起到至关重要作用.因此许多学者对粒子群优化算法中的惯性权重设计进行了广泛研究,目前取得许多成果.本文介绍了基本粒子群优化和标准粒子群优化算法,综述了惯性权重在粒子群优化算法中的各种改进策略.为粒子群优化算法的进一步改进研究提供参考.     

时空众包环境下时效均衡改进粒子群优化算法

针对时效均衡改进粒子群优化算法受到求解方法的影响,容易出现收敛效果差、超体积指标出现异常值以及算法运行时间较长的问题,提出时空众包环境下时效均衡改进粒子群优化算法.在时空众包环境下,首先,根据惯性权重参数对学习因子进行动态调整,增强算法的统一性,结合最大速度参数的设置,完成粒子群参数的选择;其次,利用粒子个体之间的支配关系选择个体最优粒子,结合全局最优粒子的选择要求,完成时效均衡最优粒子的提取;最后,通过优化时效均衡改进粒子群优化算法设计,实现时效均衡粒子群的优化.实验结果表明,与其他两种算法相比,时空众包环境下的粒子群优化算法的性能更好,具有更好的收敛效果,超体积指标未出现异常值,且解集质量好,运行时间较短.     

基于改进粒子群算法的水电站中长期优化调度的研究

在运用粒子群优化算法求解水电站中长期优化调度问题时,针对粒子群优化算法存在的问题,采用了一种新的改进算法[1],该算法不仅增强了粒子群的全局搜索能力,同时有效避免了算法“早熟”,为水电站中长期优化调度提供了一种有效的解决方法.     

基于改进粒子群算法的配电网多目标重构

配电网络重构是一个复杂的非线性组合优化问题。以降低配电网网损、提高系统供电可靠性为重构目标,采用基于环路的十进制编码粒子群算法进行配电网重构。选择配电网中开关全部闭合形成的网孔为环路,每个粒子由选为联络开关的开关在环路中的编号组成,粒子的长度为联络开关数,在有速度限定因子的粒子群算法中引入线性变化的惯性权重,并采用具有局部变异特性的粒子更新方式。算例结果表明改进后的粒子群算法求解配电网重构问题具有较高的效率和可行性,且综合考虑多目标的配电网重构能在不增加额外投资的情况下获得网损下降同时供电可靠性提高的综合效益。     

一种混合仿生算法在弹道优化中的应用

针对导弹滑翔段弹道优化问题,考虑人工鱼群算法局部搜索不精确、微粒群优化算法易发生过早收敛等问题,提出一种新的人工鱼群与粒子群混合优化算法。算法的主要策略是在人工鱼群算法的基础上,将人工鱼群优化算法中的觅食行为变为粒子群在感知范围内进行小范围寻优,在人工鱼群算法的最后,再利用粒子群进行精确寻优。以导弹飞行中的吸热量为优化目标,运用此算法设计得出了导弹滑翔段的优化弹道。     

改进粒子群算法在作业车间调度问题中的应用

调度问题是一类典型的NP-hard问题,传统粒子群优化算法在解决该类问题上具有一定的局限性.通过分析其优化机理,提出了改进粒子群算法,结合了粒子群优化算法的全局搜索能力和交换粒子位置的局部搜索能力,提出了新的粒子编码方法--基于粒子坐标值排列编码(PPP),发展了一种快速、易实现的新的混合启发式算法.大量实验仿真结果表明本算法可以有效求解作业车间调度问题,通过与遗传算法比较,验证了改进粒子群算法是求解Job-shop调度问题可行而高效的方法.     

系统辨识的粒子群优化方法

研究了一种基于粒子群优化算法对系统进行辨识的新方法.该方法的基本思想是将典型数学模型相互组合而构成系统模型,即首先将系统结构辨识问题转化为组合优化问题,然后利用粒子群优化算法同时实现系统的结构辨识与参数辨识.为了进一步提高粒子群优化算法的辨识性能,提出了一种改进的粒子群优化算法.仿真结果表明,给出的辨识算法是合理的,虽然扰动对算法的性能以及辨识结果有一定的影响,但利用文中所提出的改进粒子群优化算法仍然可以理想地辨识出系统的结构以及模型的参数,且与已有辨识算法相比更加有效.     

混沌粒子群算法及其在桁架结构优化设计中的应用

文章提出一种基于混沌思想的粒子群优化算法，它利用粒子群优化算法收敛速度快和混沌运动遍历性、随机性等特点，对标准粒子群优化算法进行了改进。在算法的初始化阶段，对粒子的位置混沌初始化；在算法运行过程中，对粒子的位置进行混沌更新和粒子群更新相结合的更新方式，使全局收敛与局部收敛达到一定平衡。将该算法应用于桁架结构的优化设计，与标准粒子群算法优化的结果相比较，混沌粒子群算法提高了对多维空间全局搜索能力，可有效避免早熟收敛现象。     

基于全参数自适应变异粒子群算法的单目相机标定

针对传统粒子群方法求解相机内参时的局部最优解问题,提出一种基于全参数自适应调节和变异机制的粒子群单目相机内参优化方法.首先,基于向量约束关系对单应性矩阵进行变形,利用最小二乘法求得相机的初始内参.然后,考虑在迭代过程中局部最优粒子、全局最优粒子对各个粒子的作用不同,分别给出了基于粒距的自适应的局部因子学习调节策略和全局因子学习调节策略;同时,设计了基于粒子群平均粒距的改进的粒子自适应变异率.最后,给出了基于全参数的自适应变异机制的粒子群相机内参优化算法.实验结果表明,与张正友标定方法、传统粒子群优化标定方法相比,该方法具有较好的标定精度和收敛速度.