双链式智能体遗传算法用于数值优化的研究

针对传统智能体遗传算法全局优化计算精度不够高、时间较长的不足,提出了一种改进的双链式智能体结构,并基于此设计了一种新的智能体遗传算法--双链武智能体遗传算法.该算法采用了多子群并行搜索的模式,闭合链式智能体结构和循环链武智能体结构,可实现多机并行优化,具有优化时间短、优化精度高的特点.为了验证本文算法的优越性,采用国际标准的测试函数对该算法性能进行测试,并与智能体遗传算法(MAGA)相比较.实验结果表明,该算法在全局优化精度、优化收敛速度方面均优于MAGA.     

一种基于Alopex和分布估计算法融合的进化算法及其在参数估计中的应用

构造了一种基于Alopex(Algorithm of pattern extraction)和分布估计算法(Estimation of distribution algorithm,EDA)相融合的进化算法EDA-Alopex.该算法将分布估计算法嵌入到一种基于Alopex的群智能进化算法(Alopex-based evolutionary algorithm,AEA)中,利用分布估计算法收敛速度快及与传统进化算法进化模式不同的特点来改进AEA算法.新算法综合了AEA算法搜索得到的个体间相关性信息和EDA搜索过程中得到的全局概率信息,能够更好地指导种群向有利的区域进化.仿真结果表明:EDA改进的EDA-Alopex算法搜索性能与AEA算法的搜索性能相比有较大提高,特别是其收敛速度与AEA算法相比有明显提高.     

面向多目标柔性作业车间调度的强化学习NSGA-II算法

针对非支配排序遗传算法 (NSGA-II, non-dominated sorting genetic algorithm II)在求解柔性作业车间多目标优化调度问题中多样性不足、易于早熟与局部收敛的缺点,提出一种基于强化学习的改进NSGA-II算法(RLNSGA-II, reinforcement learning non-dominated sorting genetic algorithm II)。为避免NSGA-II陷入局部收敛问题引入双种群进化策略,利用性别判定法将种群拆分为两个种群,并在进化过程中采用不同的交叉变异算子,增加算法的局部和全局搜索能力;为解决NSGA-II精英策略造成多样性不足的问题,融合多个多样性度量指标,利用强化学习动态优化种群迭代过程中的拆分比例参数以保持多样性,改善算法收敛性能。最后通过Kacem标准算例进行了仿真实验与性能分析,验证了RLNSGA-II的有效性与优越性。     

基于IQGA的船舶电力系统故障定位方法

为了快速精准定位船舶电力系统故障，争取宝贵的船舶电力抢修时间，提出一种改进的量子遗传算法（improved quantum genetic algorithm,IQGA）。首先,搭建船舶电力系统的数学模型，把故障定位问题转化为求目标函数最优问题；接着，将量子计算引入遗传算法（genetic algorithm,GA）中，采用双链量子比特编码方式，改进量子旋转门的角度更新策略;最后，加入量子非门实现染色体变异操作，增强算法收敛性能。仿真实验结果表明，改进量子遗传算法能够精准定位故障区段，并且较传统算法有着更为显著的收敛性能。     

元动作单元故障树建模在复杂机电产品可靠性优化中的应用

针对传统的可靠性建模方法难以建立复杂机电产品的可靠性数学模型,提出一种结合功能分解(FMA,function-motion-action)和故障树(FTA,fault tree analysis)的建模方法,降低了复杂机电产品的可靠性优化模型的构造难度。针对遗传算法(GA,genetic algorithm)和粒子群算法(PSO,particle swarm optimization)在模型求解时存在的不足,提出构建混合GA-PSO算法来改善GA算法易陷入局部最优或全局搜索能力弱的现象。通过数控磨齿机的实例分析,验证了用混合GA-PSO算法构造优化模型的可行性,以及采用混合粒子群算法优化求解的有效性。     

配送中心选址与车辆路径问题的优化

为了克服蚁群算法(Ant Colony Optimization,ACO)搜索初期信息匮乏、信息素累积时间长、求解速度慢的缺点,结合具有快速全局搜索能力的遗传算法(genetic algorithm,GA),同时引入混沌搜索和平滑机制,采用混沌搜索产生初始种群可以克服生成大量非可行解的缺陷,加速染色体向最优解收敛,平滑机制有助于对搜索空间进行更有效的搜索,构成混沌蚁群优化算法(Chaos Ant Colony Optimization,CACO)。建立物流配送中心选址(logistic distribution center location)与车辆路径问题(vehicle routing problem,VRP)的数学模型,分别应用CACO和GA求解,对50客户规模的问题模型仿真,结果表明CACO优于GA。     

基于非线性和遗传变异的灰狼优化算法

灰狼优化(grey wolf optimization,GWO)算法是模拟灰狼的种群活动而提出的群智能算法,该算法因其在高维度的求解精度较高而受到广泛关注,但是它与其他群智能算法一样存在收敛慢和易陷入局部最优的缺点。针对GWO算法所存在的问题,文章基于非线性控制因子和遗传算法中的变异思想,提出了一种改进的基于非线性控制因子和遗传变异的GWO算法(grey wolf optimization algorithm based on the nonlinear control factor and genetic variation,NGGWO),并提出一种基于余弦变换的非线性收敛因子,用于平衡算法的全局与局部搜索能力;同时,在算法中引入遗传变异策略,用于解决算法陷入局部时的停滞现象;通过一组基准测试函数,将NGGWO与GWO和其改进算法进行比较。实验结果表明,NGGWO基本优于GWO算法,相比于该文提出的3种改进GWO算法,NGGWO也具有性能上的优势。     

自适应遗传退火算法的圆形件下料问题求解

针对长度不限、宽度固定的卷材的直冲圆形件下料问题,采用自适应遗传模拟退火算法(adaptive genetic simulatecl annearling algorithm,AGSA)优化毛坯序列,并采用最佳位置(best location position,BLP)算法决定毛坯放置位置。在遗传算法的基础上,引入环形交叉策略和自适应交叉变异概率,有效地提高收敛速度。将模拟退火算法与遗传算法结合,通过退温机制更改接受概率,避免遗传算法陷入局部最优解导致早熟。实验结果表明:本文提出的算法计算时间合理,能有效提高收敛速度和材料利用率。     

基于麻雀搜索算法优化支持向量机的滚动轴承故障诊断

针对支持向量机(support vector machine,SVM)的分类性能受自身参数选择影响较大的问题,提出了基于麻雀搜索算法(sparrow search algorithm,SSA)优化SVM的故障诊断方法.利用麻雀搜索算法(SSA)对支持向量机的惩罚参数(C)与核参数(g)进行优化,并构建SSA-SVM滚动轴承故障诊断模型.结果表明:对于滚动轴承的常见故障,SSA-SVM诊断模型的测试正确率为96.67％,比传统的遗传算法(genetic algorithm,GA)-SVM和粒子群算法(particle swarm optimization,PSO)-SVM诊断模型分别提高3.34％和1.67％,且收敛速度更快,可有效应用于故障诊断.     

带排斥算子的GA求解无能力约束的多级生产批量计划问题

离散制造行业中的多级生产批量计划(multi-level lot-sizing,MLLS)问题的研究不但是一个理论和应用上的难题,也是在生产中产生重大经济效益的问题之一.针对无能力约束的装配结构MLLS问题,为避免基本遗传算法(genetic algorithm,GA)因过早收敛造成搜索效率降低,将排斥算子(repulsion operator)引入GA中,提出带有排斥算子的遗传算法(GA integrated with repulsion operator,RGA).采用GA算法和RGA算法对6组不同规模的问题进行了仿真实验.结果表明,RGA算法的运行效果明显优于普通GA算法;RGA算法对于...     

基于带随机网络的多种群粒子群优化算法求解多资源受限柔性作业车间调度问题

多资源受限柔性作业车间调度问题(MRC-FJSP,multi-resource constrained flexible job shop scheduling problem)是一类复杂的组合优化问题。针对以最小化最大完工时间为目标的MRC-FJSP,提出了一种带随机网络的多种群粒子群优化算法(MPSO-RDnet, multi-population particle swarm optimization algorithm with random network)。首先,设计了一种半主动解码和基于启发式规则解码相结合的新型解码方式,对原有解空间进行有效裁剪。其次,提出了基于关键路径的两种邻域结构,提高算法局部搜索能力;引入了基于随机网络的多种群策略,提高算法全局搜索能力;提出了面向算法搜索停滞问题的重新初始化策略,增强算法的鲁棒性。最后,采用MRC-FJSP基准算例SFTSP进行测试,验证了算法的可行性和有效性。     

基于OpenMP求解无容量设施选址问题的并行PSO算法

讨论无容量设施选址(UFL)问题,提出了一个基于OpenMP技术的并行多粒子群优化(PSO)算法.将整个种群分为若干子种群,同时利用局部信息来更新粒子速度,使得并行算法异步进行.算法运行一定代数后,每个子种群都会与其相邻种群交换最优粒子.通过将并行多粒子群算法对OR-library中的标准测试问题进行测试,并将计算结果与串行多粒子群算法的计算结果进行比较.相比之下,并行多粒子群算法执行时间短,特别对于大规模的计算问题,所得结果有更好的鲁棒性.     

求解交货期可变动态调度问题的差分进化算法

针对差分进化算法求解动态优化问题时存在多样性缺失、寻优效率低的问题,提出一种多种群差分进化算法,将这种用于求解连续解空间优化问题的进化算法应用于顺序编码的动态调度问题求解中.该算法利用随机键编码表示法将连续位置向量转化为顺序编码,提出自组织多种群策略,将种群按动态空间特征自动分成主种群与子种群;由主种群不断探索峰值所在...     

一种基于信息熵的多种群遗传算法

通过模型变换建立了一种约束优化的演化设计模型．并构造出求解此模型的多种群空间收缩遗传算法．利用最优解在各种群中的存在概率将信息熵概念引入进化过程,构造出一种含有熵的多目标优化模型,利用该模型可以直接显式地给出作为拉格朗日乘子的种群最优解存在概率,从而得出多种群遗传操作的空间收缩因子,控制各种群寻优搜索时解空间的收缩．用种群的多样性避免遗传进化的早熟现象,以空间收缩尺度作为停机判据,有效地控制了算法的收敛．数值算例显示,熵的介入使随机搜索类进化算法的寻优目的性大为增强,从而提高了演化设计的计算效率。     

Agent的多目标优化分布式智能算法

根据多目标优化的理论,将传统多目标优化的方法与Agent技术相结合,提出一种基于Agent技术的多目标优化分布式智能算法．在该算法中,每个智能体由目标函数、协调算法和通信模块组成．由智能体组成多目标优化的多智能体系统．通过每个Agent的独立优化和Agent之间的通信和协调。实现多目标优化．文中用实例验证算法的有效性．     

基于改进的粒子群优化算法的轮胎参数辨识

轮胎是汽车的重要组成部分,其特性分析是研究汽车动力学的基础,其模型的精度直接影响整车模型仿真的精度,多采用粒子群优化算法对轮胎参数进行辨识.参考自然界生物进化现象,在基本粒子群算法的基础上提出带变异阀值的多种群粒子群算法.该算法采用多个种群同时进化以保证粒子群的多样性,同时可改善全局收敛的可靠性,采用变异阀值可避免优化算法陷于局部收敛现象的发生.将该方法应用于轮胎参数辨识,并与其他优化算法辨识结果进行比较,该方法结果能够更好地与实验数据吻合,证明该方法辨识精度高,在轮胎参数辨识中有较好的应用性.     

基于实数编码的多种群遗传算法的点云配准

针对不同视角下测量的点云在配准时计算量大、速度慢的缺点,提出了一种基于实数编码的多种群遗传算法的配准方法,可以克服标准遗传算法速度慢、精度差的缺点,有效地提高全局搜索能力,实验结果表明:实数编码的多种群遗传算法能够快速获得较好的配准结果,以此结果作为初始位置进行最近点迭代法配准,能迅速达到所要求的精度,获得理想的配准效果。     

移动智能体网络的优化功率控制及同步

从网络拓扑结构连通性与网络整体同步行为的内在关联出发,提出一种移动智能体网络的功率控制策略.首先确定满足网络拓扑结构连通的最小感知半径;其次以提高整个移动智能体网络的拓扑结构抗毁性为优化目标提出一种代价函数,在最大功率限制下的最大感知半径及保证连通的最小感知半径的范围内采用粒子群优化算法(PSO)予以优化,寻求同时满足网络连通性与抗毁性需求的个体感知半径;随后基于该控制策略,以个体感知邻域内运动方向偏差最大的2个邻居个体运动方向的中值作为个体下一时刻的运动方向,研究了移动智能体网络的快速同步问题.仿真结果表明:通过调节个体感知半径,移动智能体网络的功率控制和抗毁性能得到了提高.     

改进的蚁群算法在移动Agent迁移中的应用研究

蚁群算法是优化领域中新出现的一种仿生进化算法,该算法具有并行、正反馈和启发式搜索等特点,但搜索时间长、易陷入局部最优解是其突出缺点.通过对蚁群算法的改进来解决移动Agent的迁移策略问题.     

基于离散变量遗传算法的注塑模浇口位置优化设计

建立了一个注塑模浇口位置设计的多目标优化模型,以浇口位置作为设计变量,优化充填过程中入口压力、温度分布等主要工艺参数以减小制品的翘曲程度.将拟精确罚函数和基于信息熵的多种群离散变量遗传算法相结合,发展了一种求解注塑模浇口位置多目标优化问题的迭代格式.在遗传进化中采用了多种群遗传策略和基于信息熵的空间减缩搜索技术,从而大大提高了遗传进化的效率.将该算法与注塑模流动数值模拟程序结合进行浇口位置优化设计.算例表明所提出的方法适用于注塑模浇口位置优化,并且有较好的计算效率和精度.