基于Pareto多目标遗传算法的单列车定时节能研究

针对地铁列车定时节能运行的复杂多目标优化问题,提出一种基于Pareto多目标遗传算法来定时优化列车的区间运行能耗。首先以列车的能耗指标和准时指标为优化目标,同时将列车运行的安全指标、精准停车指标和舒适度指标作为约束条件,然后采用基于NSGA-II的Pareto多目标遗传算法进行求解,得到一组非支配解集,再从非支配解集中选择最符合定时运行要求的运行策略。最后通过广州地铁七号线的实际测量数据进行仿真验证,结果表明,定时节能优化相比节时策略能耗节约16.54%,而运行时间只比运营计划多了0.01 s,符合定时运行的要求。该方法具有较高的可行性,可以应用于地铁列车节能。     

基于Pareto GA的机械手结构/控制多目标优化设计

针对机械／控制系统并行设计的多变量、多目标优化特点，以单臂机械手为对象，研究机电融合优化设计模型和多目标并行优化的算法．根据单臂机械手的动态特性和控制性能要求，采用极点配置方法构造了基于PD反馈控制的机电融合优化设计模型，通过Pareto遗传算法（PGA）对带约束的机电融合多目标优化问题的并行求解进行了研究，并对得到的Parato可行解集进行了分析．在PGA优化过程中采用了目标函数的归一化处理、分级罚函数法将约束问题转化为无约束优化、群体分级和Pareto解集过滤器等技术，并采用聚类方法对Pareto解集中解的个数、解集的特性和解的多样性进行控制，使优化解收敛到一个非劣点集．     

多流股换热器网络综合问题的优化算法设计

多流股换热器网络综合问题是一个混合整数非线性规划问题（MINLP），这类问题规模大、约束条件多，严重的非凸非线性使得目标函数存在多个局部最优解．传统的基于梯度的优化算法在求解时极易陷于局部最优．有鉴于此，本研究采用遗传算法解决此类问题，通过对遗传算法进行改进，针对简单遗传算法存在的早熟和运行参数难以确定的问题，设计了多样性保持算子和多种群进化的算法结构；计算时运行参数自适应确定，并把模拟退火算法思想引入遗传算法子代的生成中去．实例证明，采用所构造的算法可有效求解MINLP问题，并有利于寻求到全局最优解．     

Isight在博弈多目标优化中的应用

复杂多目标优化设计中常遇到性能目标与设计变量之间不具有显式的函数关系式,难以直接运用传统优化方法进行设计求解,且存在多个性能目标相互耦合,设计周期长等问题.针对这些问题,提出一种Isight的博弈多目标优化设计方法,在Isight优化平台下集成Solidworks软件和Ansys软件进行建模与分析,运用博弈论思想分别建立合作博弈框架和非合作博弈框架,用遗传算法对模型进行求解获得优化解,并以悬臂梁多目标优化设计进行示例说明.     

多目标优化问题的研究

针对传统方法求解多目标优化问题的局限性,应用一种新的算法求解。遗传算法从问题解的串集开始搜索,覆盖面大,可以同时处理群体中的多个个体,利于全局择优,减少陷入局部最优的风险,而最小生成树具有过程简单清晰、适用性广泛的特点,结合两者的优点,构造了基于生成树的遗传算法。首先通过加权目标规划法求出最优解,然后通过遗传算法和基于生成树的遗传算法求解,结果表明,对于小规模的多目标优化问题,两种算法都可以求出最优解,在求解时间方面,基于生成树的遗传算法比遗传算法更优越。     

基于遗传算法的静电反馈式微传感器多目标优化

讨论了一种新型梳齿式静电反馈微加速度计的多目标参数优化问题，从耦合静电场能量关系出发，建立了系统的动态模型．在此基础上，以灵敏度、分辨率和动态响应为优化目标，通过目标规划法，构建了系统的多目标优化模型．利用遗传算法进行优化求解，并与序列二次规划法的优化解进行了对比分析，研究结果表明，这2种算法均能成功地求解优化问题，但遗传算法可得到设计者更为满意的多目标有效解．研究工作为进一步利用遗传算法的随机性和潜在并行性进行系统的Pareto多目标优化提供了基础．     

加入局部搜索的非劣分层多目标遗传算法

针对非劣分层多目标遗传(NSGA)本身所存在的局部搜索能力和易早熟的问题,鉴于模拟退火算法的局部搜索能力强和在解决易早熟问题上的优势,提出了加入局部搜索的多目标遗传算法及适用于多目标优化的模拟退火局部搜索算法和跳转准则,即在NSGA的每一代个体中的1层、2层非劣解附近进行模拟退火局部搜索.该算法能够提高非劣分层多目标遗传算法的效率,弥补了遗传算法中局部搜索能力差、易早熟的缺点.最后给出的仿真结果表明了这种算法的有效性.     

两连杆桁架设计的多目标优化算法

针对两连杆桁架的多目标最优化设计问题,提出一种利用遗传算法和模糊理论来求解多目标优化问题的Pareto最优解算法,并通过实验进行验证;讨论遗传算法和模糊理论产生Pareto最优解的差异.结果显示:通过遗传算法配合近似分析的方法可以更有效率地寻找到更多的Pareto最优解.     

一种遗传算法求约束优化问题的新方法

为了更好的解决约束优化问题,介绍了利用遗传算法求解约束优化问题的一般方法,在分析传统方法的基础上提一种遗传算法求解约束优化问题的新方法,将约束优化问题分成两步:首先不考虑目标函数,把约束优化问题转换为一个约束满足问题来处理,获得一个可行解;然后对目标函数和已满足约束的条件进行优化,最终获得一个最优解。还对该方法在不同问题下作了分析,证明了该方法对求解有约束优化问题有良好性能。     

钢铁企业产成品发货装船调度的模型与算法

以某钢铁企业产成品发货系统中装船调度问题为背景,建立了产成品装船调度问题多目标资源受限工程调度的数学模型,结合遗传算法和模拟退火的特点,设计了求解该问题的多目标智能优化算法,对算法输出的近似非劣解集提出了评价方法,将此模型和算法应用于某钢铁企业的实际装船调度中,结果表明,实际调度计划或者是非劣解集中的一个解,或者在非劣解集中存在某一计划优于实际调度计划·     

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。     

Chaotic Genetic Algorithm-Based Forest Harvest Adjustment

Forest harvesting adjustment is a decision-making, large and complex system. In this paper, we analysis the shortcomings of the traditional harvest adjustment problems, and establish the model of multi-target harvest adjustment. As intelligent optimization,chaotic genetic algorithm has the parallel mechanism and the inherent global optimization characteristics which are suitable for multi-objective planning the settlement of the issue, Specially in complex occasions where there are many objective functions and optimize variables. In order to solve the problem of forest harvesting adjustment, this paper introduces a genetic algorithm to the Forest Farm of Qiujia Liancheng Longyan for forest harvesting adjustment firstly. And the experimental result shows that the method is feasible and effective, and it can provide satisfactory solution for policy makers.     

基于外点惩罚函数与NSGA-II算法的气体分馏装置多目标优化

采用多元线性回归理论,结合最小二乘法对气体分馏装置进行优化建模,提出将惩罚函数法与非支配排序遗传算法（NSGA-II）相结合的优化策略,对气体分馏装置优化模型进行求解得到Pareto最优解集。优化结果表明,文中提出的改进NSGA—II算法求得Pareto解集的收敛性和多目标优化点的分散程度要优于NSGA．II和NSGA算法,该算法克服了NSGA—II算法Pareto解集的分散程度不均匀、NSGA算法收敛性差的问题。通过对比气体分馏装置目前工况与改进NSGA—II优化算法的结果可知,改进算法的结果成功地解决了目前该气体分馏装置能耗过高的问题,使该装置达到了节能优化的目标,为气体分馏装置的节能与优化设计提供了新的有效方法。     

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。     

基于遗传算法的多目标优化算法

本文先介绍了遗传算法的实现技术,又介绍了多目标优化问题的概念,然后使用遗传算法来求解多目标优化问题。文中使用了均匀设计方法来设计适应度函数,并设计了新的变异算子,算法结果是有效的。     

二层多目标决策问题的等价变换及其全局优化

针对求解一类二层多目标决策问题,首先将其转化为等价的单目标决策问题,然后利用遗传算法优化的反演性和混沌优化方法的遍历性,并结合精确不可微罚函数求解非线性约束优化问题,提出了求解此类问题的混沌遗传算法.该方法能够有效改善遗传算法的局部搜索能力和搜索精度,求解精度和可靠性较高.实际算例表明是可行、有效算法.     

具有反向学习的多目标元胞遗传算法的空间桁架结构优化设计

为了解决具有多约束的桁架结构问题,提出一种具有反向学习的多目标元胞遗传算法应用于空间桁架结构多目标优化设计中。根据分析元胞遗传算法特点,引入一种反向学习策略、差分进化策略和约束处理技术。通过标准测试函数对比分析,算法能很好地保持Pareto解集的收敛性和均匀性。针对空间桁架结构优化的数学模型,采用实数编码和个体修正方法,将该算法对72杆空间桁架优化问题进行求解,并与MOCell的优化结果进行比较。结果表明,新算法获得的Pareto解集更加均匀,极端点值域更宽广,具有一定的工程实用性。     

柔性作业车间多目标调度优化研究

研究了多目标柔性作业车间调度问题(FJSP),提出了一种基于Pareto的混合遗传算法,并建立了包括生产周期、总拖期时间和机床负载在内的多目标优化模型.该算法采用基于工序的编码方式和活动化解码方法,将Pareto排序策略与Pareto竞争方法结合起来.为了保证解的多样性,采用小生境技术并同时使用多种交叉方法,用Pareto解集过滤器保存进化过程中的最优个体,防止最优解的遗失.算法最后给出问题的Pareto最优解集.仿真试验证明,提出的混合遗传算法可以有效解决多目标FJSP.     

改进ST-GA遗传算法在多目标运输问题中的应用

在解决多目标运输优化问题的基于生成树的遗传算法（st-GA）中融入了NSGA-Ⅱ算法,提出了一种新的生成树遗传算法（NSST-GA）,新算法利用NSGA-Ⅱ中的策略来保持解群体的分布性和多样性,采用精英保留和擂台法来进行遗传选择,算例结果表明新算法提高了收敛速度,防止了早熟收敛,较好的保持了种群多样性和算法的稳定性．