基于改进遗传算法多体模型的汽车悬架参数优化

针对遗传算法普遍存在的概率参数主观选取问题、早熟问题以及汽车悬架优化模型采用集中质量模型问题,提出了改进遗传算法,采用交叉算子和变异算子分别独立作用于父代个体,使父代所有个体都进行交叉和变异来避免概率参数的选取问题;然后按父子混合杰出者选择策略产生子代个体;使用局部多次搜索算子和替换策略来加快遗传算法的收敛速度;建立遗传算法和ADAMS软件的接口,使用专业软件ADAMS来处理复杂目标函数和适应度的求解问题,实现复杂多体模型的遗传算法优化。通过对33自由度的汽车悬架多体模型进行优化分析并和传统优化方法、标准遗传算法和小生境遗传算法进行对比,结果表明该方法明显优于其它方法。     

改进遗传算法在建筑结构优化设计中的应用

针对标准遗传算法在迭代过程中经常出现未成熟收敛、发生振荡、随机性太大等缺点,提出一种新的遗传算子转基因算子,用于对标准遗传算法的改进·这种转基因算子有效地利用了计算适应度的信息,很好地保护了最优个体,并能提高群体中个体的适应度·包含转基因算子的改进遗传算法能直接计算具有应力约束和截面尺寸约束的离散变量结构优化设计问题,也能处理同时具有稳定约束和位移约束的多工况、多约束、多变量的离散变量结构优化设计问题·算例结果表明,改进遗传算法的收敛特性和优化设计结果远好于标准遗传算法,是一种理想的建筑结构优化设计方法·     

基于改进遗传算法的桁架结构优化

桁架是一种广泛应用于工程领域的结构形式,对其结构优化有重要的意义.文章提出了随种群的进化而动态变化的自适应交叉算子和变异算子,以提高算法的优化效率及增强收敛性;引入了精英保留策略,以克服各代种群最佳个体未能保护的缺点.建立以最小化结构总重量为目标函数的桁架优化数学模型,并应用改进的遗传算法对桁架结构进行优化求解.通过实例验证了所建模型以及对算法改进的有效性和实用性.     

改进的免疫遗传算法在优化问题中的应用

基于生物免疫系统原理,对人工免疫系统进行研究,提出了改进的免疫遗传算法.该算法的选择算子采用基于浓度和适应度的自适应式选择策略;引入免疫算子,抑制其优化过程中出现的退化现象.将改进的免疫遗传算法应用于TSP组合优化问题,仿真结果表明了该算法的有效性.     

基于多混沌算子遗传算法的混合动力汽车控制策略优化

为某款装备了电池/超级电容混合储能系统的并联型混合动力汽车设计了模糊控制策略.结合遗传算法的种群进化和混沌序列的随机遍历特性,将混沌初始化算子、混沌扰动算子、混沌局部搜索算子引入多目标非占优排序遗传算法(NSGA-II)中,构建了新的多混沌算子遗传算法(MCO-NSGA-II).运用MCO-NSGA-II算法进行了混合动力汽车模糊控制策略优化,以改进车辆的燃油经济性及HC、CO和NOx的排放性能.仿真结果表明,混沌初始化算子和混沌扰动算子可以改善原NSGA-II算法的搜索能力并增加种群多样性,而混沌局部搜索算子可以进一步增强算法局部搜索能力,能更好地搜索到理想的Pareto解集.运用MCO-NSGA-II算法进行优化,使混合动力汽车在欧洲城市驾驶循环(ECE)下的燃油消耗降低了11.8%,HC、CO和NOx排放分别下降了7.72%、15.72%和11.77%.     

基于聚类遗传算法的梯级水利枢纽短期电力调度优化

针对标准遗传算法容易"早熟"的缺陷,提出聚类遗传算法;改进了选择算子和交叉算子,并利用Shubert多峰测试函数验证了聚类遗传算法的优势.引入水轮机组运行效率梯度变化因素提出改进变异算子,弥补了变异搜索过随机的缺陷.最后,将改进方式应用于三峡-葛洲坝梯级水利枢纽短期电力调度优化研究中,提出和构建了相应的优化模型以及机组组合启停和运行效率同步实现策略.实例优化结果表明:聚类遗传算法和改进变异算子能有效弥补"早熟"的缺陷,并能显著提高优化搜索效率,适用于梯级电站电力调度优化问题.优化得出的梯级电力调度方案可以满足设定目标和约束,并提高了梯级的发电效率.     

遗传算法的研究及其在函数优化中的应用

遗传算法是一种基于生物自然选择与遗传机理的随机搜索与优化方法.在文中介绍了遗传算法的初始群体的生成、交叉算子、变异算子.在分析了基本的遗传算法的特点和缺陷的基础上,提出了改进的方法.改进的遗传算法在函数优化中的应用具有较好的效果.     

基于改进自适应遗传算法的层合板铺层顺序优化方法

针对复合材料层合板的铺层顺序优化,设计随适应度自适应变化的变异算子和交叉算子,提出了一种改进的自适应遗传算法。通过铺层顺序优化算例证明:与标准遗传算法相比,改进的自适应遗传算法在组合优化方面具有更好的稳定性、收敛性和运行效率。针对不同的设计变量个数,变异算子和交叉算子应选取不同的参数;当设计变量较多时,自适应遗传算法选取P_(c1)=0.9,P_(c2)=0.6,P_(m1)=0.19,P_(m2)=0.01具有更优的收敛效率。     

基于相似个体拥挤与Fibonacci法的遗传算法

由于传统遗传算法在应用中会出现"早熟",局部寻优能力较差,求解结果精度不高等缺点,提出了相似个体排挤方法和Fibonacci算子,给出了用相似个体的拥挤与Fibonacci算子相结合的改进遗传算法.数值仿真表明改进后的算法优于传统遗传算法和当前一些改进遗传算法,提高了遗传算法的局部搜索能力和收敛速度,并且能以较大概率搜索到优化问题的全局最优解.     

一种抑制早熟收敛的改进遗传算法

遗传算法在许多优化问题中都有成功的应用,但其本身也存在一些不足.针对遗传算法的早熟收敛问题,本文在分析基本遗传算法的遗传算子和控制参数的基础之上提出一种改进算法.改进的遗传算法采用了实数编码、算术交叉算子、非均匀变异算子,并对控制参数进行了较合理地选取.改进遗传算法前期能均匀地搜索解空间,后期能对局部进行越来越细微的搜索,并使个体可以进入最优点的吸引域,在一定选择条件的作用下,算法后期可使群体逐渐集中到最优点的吸引域内,从而防止了遗传算法的过早收敛.理论和实例分析均表明,改进后的遗传算法在一些性能上明显优于基本遗传算法,较好地避免了遗传算法的早熟收敛,提高了遗传算法的进化效率,具有良好的有效性和可行性.     

改进遗传算法在6-RSS并联机器人机构设计中的应用

以6-RSS并联机器人Jacobian矩阵的条件参数为优化设计目标函数,提出了改进的遗传智能优化设计方法.采用实值编码,对6-RSS平台进行了优化设计,得到了最优运动学的6-RSS平台结构参数,通过与拟牛顿法得出的结果比较,证实了改进遗传算法在并联机器人结构优化设计中的有效性和优越性.     

一种基于实数编码的改进遗传算法

在介绍基于实数编码遗传算法的优点和分析原有遗传操作机制存在缺陷的基础上,重点研究了实数编码的改进线性交叉算子,提出了一种改进遗传算法(MGA)·该改进线性交叉算子的优点是在交叉之后,一个子代位于两父代之间,另一子代位于靠近较好的父代的一侧,使解向好的方向发展,并且都是可行解·通过对几个典型的实例计算并与其他基于实数编码的遗传算法进行比较,结果表明,本算法在求解优化问题的收敛速度和精确性方面具有优势·     

用于函数优化的小世界优化算法

借鉴小世界现象的有关机理，构造了不同的小世界优化算子，主要包括局域短连接搜索算子和随机长连接搜索算子．将优化过程视为在搜索空间（网络）中从候选解向最优解的信息传递过程，利用小世界现象有效信息传递的有关机理实现了一种新的优化算法一一小世界优化算法．通过对复杂函数的优化问题进行仿真试验，表明与相应遗传算法相比，新算法可以更好地保持解的多样性，能够有效地避免陷入局部极小值的问题，并在一定程度上克服了早熟和遗传算法欺骗问题，并且收敛速度快，因此具有解决复杂问题的潜力。     

临近空间飞行器再入轨迹优化设计

针对临近空间飞行器再入轨迹的优化设计问题,给出了临近空间飞行器再入轨迹运动学模型和再入轨迹优化模型。选取飞行器末端飞行速度实际值与理想值之差的平方最小为性能指标,控制变量为迎角和滚转角。过程约束为过载、动压、热流,终端约束为高度、轨道偏角、轨道倾角。应用罚函数法和约束算子法将有约束最优控制问题转化为无约束最优控制问题。应用庞特里亚金极小值原理及最优控制理论对性能指标进行处理,得到最优控制问题的正则方程、控制方程及横截条件。在C++环境下应用共轭梯度法对无约束优化问题进行数值解算。仿真结果表明应用共轭梯度法能够得到满足各种约束的再入轨迹。因此,共轭梯度法对于临近空间飞行器再入轨迹优化问题的求解是可行的。     

高空长航时无人机优化设计

采用实数编码、过滤和交叉限制机制、改进的惩罚机制，改进了标准遗传算法，建立了多目标遗传算法，使之可以克服标准遗传算法的缺陷，并将其应用于高空长航时无人机的优化设计中，以空机重量和最大升阻比为性能目标，得到了优化问题得Pareto解。结果表明，高空长航时无人机优化后的总体性能得到改善，说明该方法适用于高空长航时无人机总体方案的优化设计，对方案研究有一定参考价值。     

Memetic算法及其在分类中的应用研究

群体智能优化算法Memetic算法(Memetic Algorithm,MA)采用进化算法的操作流程,引入局部搜索算子,使其在问题的求解中保证较高收敛性能的同时又能获得较高质量的解,克服了遗传算法等传统全局优化算法易"早熟"的问题,同时避免陷入局部解。在MA框架基础上,提出了全局动态适应MA算法,采用遗传算法为全局搜索算子,k-means算法为局部搜索算子。使用Java语言实现算法并对UCI中分类实验数据集进行测试,结果表明,将遗传算法和k-means结合的全局动态适应MA在分类问题中具有较高准确率。     

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。     

一种改进的多种群遗传算法

提出了一种基于物种方程和Kriging算子的多种群遗传算法。该算法中,将物种方程中的参数作为设计变量进行实数编码,物种方程作为一种修正的算术交叉算子参与遗传操作;同时,加入Kriging算子和移民算子,增强算法寻优能力,加快收敛。数学算例表明,改进的算法在计算效率和精度上都有明显的提高。     

资源优化模型及遗传算法

在网络计划中提出了资源优化问题,并建立了资源优化数学模型.同时,指出现代优化算法是求解资源优化模型的主要算法,并使用遗传算法对资源优化模型进行求解.此遗传算法与传统的遗传算法有所不同,第一是根据资源优化过程的特点设计的独特的杂交概率和变异概率,可以既尽快获得最佳模式又扩大搜索范围,避免早熟现象的发生;第二是引进了检查和修复算子以保证杂交和变异的子代满足可行性的要求;最后给出了算例以验证算法的有效性和正确性.