一种求解约束函数优化问题的遗传算法

遗传算子和种群更新策略在遗传算法全局寻优过程中发挥着重要作用，通过多父体杂交算子使产生的后代更具多样性和采用最小代数代沟种群替换模型有效地均衡算法对问题解空间的探索和开发能力提高算法的性能，给出了一种求解约束函数优化问题的遗传算法。对两个典型约束函数优化问题进行了数值实验，实验结果表明了该算法的有效性和稳健性。     

二层线性规划问题的全局优化

在将二层线性规划问题转化为目标函数带有罚函数子项的非线性单级优化问题的基础上,提出了基于遗传算法求解该问题的全局优化方法,给出了应用实例。示例仿真表明,该算法是实用有效的。     

基于粒子群算法的不确定动态多目标优化方法研究

当前不确定动态多目标优化方法通常将多目标问题转换成单目标问题,将其它目标看作约束条件,仅可得到单个解,无法有效体现不确定多目标之间的关系,导致得到的解质量低。为此,提出一种新的基于粒子群算法的不确定动态多目标优化方法,给出不确定动态多目标优化问题的数学描述,介绍了粒子群算法,针对粒子群算法容易陷入局部最优的弊端,引入动态变异算子对其进行改进,通过改进的位置更新公式实现粒子群算法位置的自适应更新,给出解决不确定多目标优化问题的详细过程,在此基础上,通过分段线性函数参数化实现不确定动态多目标优化。实验结果表明,所提方法搜索能力强,采用所提方法得到的解与真实解最相近,质量最高。     

一种新量子遗传算法及应用

基于量子位测量的二进制量子遗传算法,在用于连续问题优化时,由于频繁的解码运算,严重降低了优化效率。针对这一问题,提出了一种基于量子位相位编码的量子遗传算法。该方法直接采用量子位的相位对染色体进行编码,采用量子旋转门实现染色体上相位的更新,采用Pauli-Z门实现染色体的变异。在该方法中,由于优化过程统一在空间[0,2π]n进行,而与具体问题无关,因此,对不同尺度空间的优化问题具有良好的适应性。以函数极值优化为例,仿真结果表明该方法的搜索能力和优化效率明显优于普通量子遗传算法和标准遗传算法。     

一种函数优化问题的混沌遗传算法

混沌作为一种非线性动态系统中的现象，受到了人们的重视，给出一种结合混沌优化方法和遗传算法的混沌算法，实验表明，它通过对问题的解空间交替进行全局和局部搜索，能更有效地求解函数优化问题。     

基于热力学混合遗传算法的加热炉炉温优化研究

针对加热炉生产过程中钢坯入炉温度、规格尺寸、钢坯种类等生产工况经常会发生改变,导致基本遗传算法存在早熟等现象,提出一种基于热力学的混合遗传算法.基于钢坯加热过程的机理模型,建立了钢坯温度预报模型,依据加热炉工艺生产要求,建立了加热炉炉温优化模型.为了提高遗传算法的求解精度和计算效率,在遗传算法交叉算子设计过程中加入内能、熵和自由能的思想,改进了传统遗传算法;同时在经典的遗传算法基础上加入模拟退火算法构成了基于热力学的混合遗传算法,并用于求解加热炉炉温优化问题,克服了传统遗传算法的不足.实验结果表明,该方法能够有效地求解加热炉炉温优化问题,是可行的、有效的.     

基于改进鲸鱼优化算法的畜禽废弃物运输路径优化问题

畜禽养殖废弃物的合理处置,是农村生态环境治理与污染防治的关键点。为解决畜禽养殖废弃物的运输路径问题,本文提出一种改进鲸鱼优化算法的车辆路径优化方法。首先,在车辆路径优化问题的基础上,建立以总路程最小化为目标的畜禽养殖废弃物运输路径优化模型;其次,结合离散型问题特征和鲸鱼优化算法的寻优思想,提出改进鲸鱼优化算法。引入ROV机制使该算法能够求解离散问题,对每次迭代结果进行聚类分析,将优秀个体所在类依次进行PBX交叉操作和逆序变异操作,同时保证了种群的多样性和算法的求解效率;最后,对9个Solomon算例和1个实例进行仿真实验,并与改进粒子群优化算法、改进灰狼优化算法和改进蚁群算法进行对比。结果表明,改进鲸鱼优化算法在9个案例中均优于其他算法,在最复杂的RC103案例中,求解结果相较于其他算法至少14.64%,体现了改进鲸鱼优化算法有更高的求解精度和稳定性;对于畜禽废弃物运输实例仿真实验,改进鲸鱼优化算法比其他算法分别提高4.9%、6.5%和43.7%,证明本文算法能够有效的解决畜禽养殖废弃物运输路径优化问题。     

基于变电站接地系统的改进型粒子群优化算法

由双层土壤和不等电位模型建立接地网优化目标函数,采用分合群和裂变变异的方法对传统的粒子群优化算法进行改进,解决了早熟现象和收敛速度慢等问题.以某变电所接地系统的实际参数为例建立仿真模型,Matlab仿真结果表明,相对等间距分布的80 m×60 m和120 m×100 m变电所接地系统,改进型粒子群算法优化的按指数规则分布的不等间距分布最大接触电压降低率达到了21.65%和23.45%,最大散流电流密度差降低率达到18.05%和10.26%,说明变电站接地优化设计方法能够有效降低最大接触电压和最大散流电流密度差,接地系统的安全性得到大幅提高.     

基于粒子群优化的移动机器人SLAM方法

针对传统Rao-Blackwellized粒子滤波器存在的粒子消耗问题,提出了一种基于粒子群优化的移动机器人同步定位与制图方法. 该方法在粒子重采样过程中利用粒子群优化算法获得机器人位姿的建议分布,并引入遗传算法中的交叉和变异操作对求得的粒子集进一步优化、调整. 改进后的粒子分布保持了粒子的多样性,有效提高了机器人位姿估计的一致性. 仿真结果表明,本文提出的方法与传统Rao-Blackwellized粒子滤波器相比,能有效解决粒子耗尽问题,使机器人获得更精准的定位和更准确的地图,具有可行性、实用性.      

机场地勤服务优化问题的双重变异单亲遗传算法

为了减少地勤服务作业调度影响的航班延误,以总航班延误最小化及航班延误方差最小化为目标建立了多目标非线性整数优化模型.地勤服务作业调度优化问题是NP难问题,因此,提出了一种双重变异单亲遗传算法求解该类问题.该算法避免了遗传算法求解同类问题时产生非法个体的现象,并且双重变异策略具有全局搜索能力.结果表明:双重变异单亲遗传算法可以很好地解决航班分配服务组及服务组内航班服务序列优化的地勤服务调度问题,减少了因地勤服务作业导致的航班总延误,避免了单个航班长时间延误.     

无线传感器网络基于改进遗传算法的节点调度

节点调度问题是经典的NP-hard组合优化问题之一。为解决该问题提出了诸如蚁群算法、粒子群算法和遗传算法等智能算法,以遗传算法(genetic algorithm,GA)更为有效,但经典的遗传算法在解决节点调度问题时,其算法自身存在寻优速度慢,容易陷入局部最优。提出一种改进的轮盘赌优化方法,该方法基于适应度比例的选择,即用全部个体的选择概率来计算累计概率,产生完整的子代个体并保留其基因,避免陷入局部最优,进而快速精确地求出节点调度问题的最优解,实验结果表明,经过改进的遗传算法求解的路径长度、收敛性和运行时间等指标均有明显改善。     

An ant colony algorithm for solving Max-cut problem

Max-cut problem is an NP-complete and classical combinatorial optimization problem that has a wide range of applications in different domains, such as bioinformatics, network optimization, statistical physics, and very large scale integration design. In this paper we investigate the capabilities of the ant colony optimization （ACO） heuristic for solving the Max-cut problem and present an AntCut algorithm. A large number of simulation experiments show that the algorithm can solve the Max-cut problem more efficiently and effectively.     

基于云遗传算法的不确定性环境下平台资源调度适应性优化方法

针对战场环境中不确定因素对平台资源调度方案的影响,提出了一种面向不确定事件的平台资源调度适应性优化方法。考虑平台损耗和任务处理时间2个方面的不确定性,建立以最大任务执行效率为目标函数的平台资源调度的适应性优化问题的数学模型,根据不确定事件对平台资源能力或任务属性的影响来判断是否触发调度方案的适应性优化,并基于云遗传算法设计了平台资源调度适应性优化问题数学模型的求解方法,最后通过算例进行了验证。仿真结果表明,使用云遗传算法对平台资源调度方案进行适应性优化调整,能得到更加优化的平台任务匹配关系,并从整体上缩短使命完成时间。     

一种增量式多目标优化的智能交通路径诱导方法

路径诱导是一种主动引导车辆合理分流来解决城市交通拥堵的方法.本文提出了一种基于增量搜索的多目标优化路径诱导方法.该方法首先利用图论法将复杂路网抽象为点线的赋权图,引入多目标优化变量,建立路网模型;然后在启发式搜索基础上引入增量搜索,结合全局规划和局部动态重规划,实现车辆的实时路径诱导.仿真结果表明该方法能有效地解决复杂路网中车辆的实时路径诱导问题.     

协作感知门限自适应优化

 在频谱感知过程中,采用协作感知的方式对空间内多个节点的感知结果进行融合,可以消除路径阴影和深度衰落情况的影响,有效提高结果的准确性和可靠性。基于加权融合的协作判决准则,为了保证融合结果的检测概率和虚警概率达到标准,需要使每个节点的感知结果均达到相应的标准。因此提出通过对每个感知节点设定合适的感知门限进行优化。首先对各感知节点的进行分析,可以得到每个节点在检测概率和虚警概率一定的条件下,感知门限与节点权值的关系,其次通过遗传算法对权值的优化实现权值优化--感知门限优化的自适应优化过程。最后通过仿真验证该方法可以高效准确地实现感知门限的自适应优化,从而保证了协作频谱感知的实际性能。     

基于遗传算法Fuzzy规则自动获取

为了实现Ｆｕｚｚｙ规则自动获取，进而坑性能智能系统和解决智能系统中的“瓶颈”问题，提出了利用遗传算法自动获取模糊规则的方法。定义了个体评估函数，说明了Ｆｕｚｚｙ规则以及遗传算法的组合优化的能力，计算机模拟结果表明这种方法有效地获取Ｆｕｚｚｙ规则。     

面向柔性装配系统的人机一体优化设计

工程设计过程可看作是一约束确定与满足过程,柔性装配系统的优化设计也是一约束优化问题。遗传算法是一种广泛应用于复杂工程技术系统设计的有效方法,但用遗传算法求解约束优化问题比较困难。在人机一体化概念的基础上,讨论了如何通过优化开始前的约束预处理、优化过程中的约束处理以及建立变异库给变异操作一个进化方向,来将以约束形式表达的领域知识融合到优化搜索过程中,从而提高了遗传算法的优化性能,并在柔性装配系统中成功地实现了人机一体优化设计。     

电力系统经济调度的量子粒子群改进算法

电力系统经济调度(economic dispatch,ED)通过合理配置电力资源,在满足实际运行约束的前提下,使发电成本率最小化。针对ED问题,将量子粒子群优化(quantum-behaved particle swarm optimization,QPSO)算法与随机扰动策略相结合,提出了一种改进的随机扰动量子粒子群优化(QPSO with random perturbation,RPQPSO)算法。扰动策略采用2种方式,在进化后期根据随机概率对群中的每个粒子进行扰动,避免算法陷入局部最优。为了验证其有效性,利用一组标准测试函数对RPQPSO算法进行了性能测试,测试表明,该算法有助于增加种群多样性,提高算法的全局搜索能力。通过将该算法应用到典型电力系统中进行测试,该算法相较于传统遗传算法、粒子群算法和QPSO算法,在解的质量、鲁棒性和收敛性等方面都取得了较大的提高,表现出优异的求解性能。     

优劣复取舍遗传算法

为加快遗传算法的收敛速度 ,满足优化控制实时性的要求 ,对遗传算法的机理进行了研究 ,提出了遗传算子操作结果的优劣复取舍原则。并以此原则为基础 ,经过改进 ,加入调整适应度、动态调整变异概率和局部优化等方法 ,形成了优劣复取舍遗传算法。理论分析和实例计算结果表明 ,该算法能有效消除遗传算法本身带来的局部极值点 ,解决成熟前收敛的缺陷 ,与其它算法相比 ,具有收敛速度快、寻优能力强等特点。     

基于LOMOGA的降阶H_∞控制器的设计

针对降阶H∞多目标控制器的设计问题,本文提出了基于局部正交多目标遗传算法(LOMOGA)的降阶H∞控制器的设计方法。该方法结合局部正交优化和改进多目标遗传算法,解决了多目标遗传算法局部搜索能力较差的问题,达到了对H∞控制器的结构和参数同时优化的效果,提高了降阶H∞控制器的动态性能和鲁棒性能。仿真结果表明,该方法不仅具有较强的全局和局部搜索效率,而且搜索结果具有较高的精度、更好的分布均匀性和多样性。