基于Copt-aiNet的污水处理过程优化控制

污水处理是一个复杂的动态反应过程,针对如何确定优化控制中关键变量的动态最优设定值,使满足出水水质排放达标的同时降低运行能耗的问题,提出了一种基于人工免疫算法Copt-aiNet(组合优化的人工免疫网络)的污水处理控制策略.首先,利用Copt-aiNet确定第二分区溶解氧质量浓度和第五分区硝态氮质量浓度的最优设定值;再利用控制器跟随最优设定值,对氧传递系数和内回流流量进行控制,进而对曝气能耗和泵送能耗同时进行优化;最后,在仿真平台BSM1上进行仿真实验,结果验证了本文控制策略的有效性,可以在保证出水水质达标的前提下有效降低能耗.     

多功能浮力舱的双目标优化设计

为优化多功能浮力舱设计方案,进一步发掘半潜船潜在作用,以多功能浮力舱可提供的最大净浮力、生命周期内平均年成本两个指标为目标函数,建立综合考虑技术性能及经济性能的多功能浮力舱双目标优化模型,并采用加权理想点法将双目标优化问题转化成单目标问题实现模型求解.通过实例计算确定了多功能浮力舱的选材以及相应的多功能浮力舱优化设计方案,验证了模型的有效性.通过敏感性分析总结了钢材价格和板材腐蚀速率对多功能浮力舱平均年成本与可提供的最大净浮力的影响规律,可为多功能浮力舱的优化设计提供理论依据.     

基于分层多子群的教与学优化算法

文章针对教与学优化(teaching-learning-based optimization,TLBO)算法在求解高维函数优化问题时易陷入局部最优与"早熟"现象、迭代后期收敛速度慢、求解精度低的缺点,提出了一种基于分层多子群的教与学优化算法(hierarchical subpopulation TLBO,HSTLBO),对平均学生水平进行重新定义,并根据适应度值对教学因子动态取值;通过预设的一个等级层次结构,将种群划分为若干个子群,构成层次结构的底层;底层子群粒子相对独立进化,保证种群多样性,每个子群的最优粒子则构成层次结构的上一层,提升算法的全局收敛能力,子群自下而上更新。通过10个Benchmark函数将提出的算法与其他算法进行对比实验,结果表明,HSTLBO在求解精度和收敛速度方面均优于其他算法。     

重卡驱动桥壳疲劳稳健性与轻量化设计

驱动桥壳轻量化设计对于提高承载能力、降低生产成本具有重要的意义.本文在驱动桥壳有限元分析和疲劳分析计算的基础上建立驱动桥壳多目标优化模型，对重型卡车驱动桥壳进行参数化设计，建立正交试验表，利用田口方法和综合评价方法对驱动桥壳的疲劳性能稳健性和质量进行优化设计.优化结果表明，此方法可以应用于驱动桥壳的多目标优化，优化后驱动桥壳的疲劳稳健性能得到提高，减轻了质量，因此节约了桥壳材料，降低了生产和运营成本，提高了设计水平.     

汽车悬架优化综述

本文针对含有球铰和衬套的汽车悬架控制臂优化设计进行了分析综述,确定了控制臂优化设计模型。根据分析,在采用了基于拓扑学知识的综合框架优化技术的悬架控制臂设计后,使控制臂的优化方向更为准确、工况载荷计算更加精确。采用该设计思路可以保障汽车行驶的安全性,从而提高驾驶者的行驶质量。     

修正的Dai-Liao三项共轭梯度方法

共轭梯度方法是求解大规模无约束优化问题最有效的方法之一。近年来提出的共轭梯度法具有良好的收敛性和数值结果。然而,这些方法并不总是产生下降方向。Dai-Liao方法虽然不会产生上升的搜索方向,但是也不满足充分下降条件。大量学者对Dai-Liao方法的参数进行研究使得Dai-Liao方法获得更好的收敛性和计算结果。因此,我们基于下降的三项共轭梯度方法和通过对Dai-Liao方法的迭代矩阵进行特征值分析,得到参数的一种自适应选择,并且利用HZ和DK方法的截断思想,提出了两种新的修正的Dai-Liao方法,使得修正的Dai-Liao方法满足充分下降条件和对一致凸函数全局收敛。在计算上优于HZ+、DK+方法和一种修正的Dai-Liao三项共轭梯度方法,有效可行。     

可分离凸规划问题的交替邻近梯度法的次线性收敛率

给出了目标函数为3个凸函数的和且具有线性约束的可分离凸规划问题的交替邻近梯度法在遍历意义下的次线性收敛率为■的一个充分条件.     

基于前景理论的投资组合优化问题研究

借鉴Kahneman和Tversky提出的前景理论,从期望效用最大化的视角对风险资产进行组合投资。首先建立基于前景理论的投资组合优化模型,然后针对模型中S形价值函数在参照点的非光滑性,使用CHKS函数进行了光滑化处理;针对目标函数的非凹性,使用多初始点技术进行了处理。最后利用中国金融市场的实际数据进行了实证分析,通过设定不同参数取值,验证了前景理论对中国金融市场的适用性。     

西北地区人口-经济-水环境质量耦合协调发展研究

基于2005～2014年西北五省人口-经济-水环境质量相关数据,构建耦合协调评价指标体系。运用统计学和GIS方法对近10年来西北地区人口-经济-水耦合协调发展的时空演变进行分析,发现2005～2014年,耦合类别变化情况为勉强耦合-初级耦合-中级耦合,耦合协调度持续上升表明三个子系统之间的协调促进作用增强,系统逐步由无序走向有序;近10年来,西北五省耦合协调度均有不同程度提升,其中青海省提升幅度最大,达到了0.44,陕西省提升幅度为0.044,是五省中提升幅度最小的省区;不论是区域整体还是区域内部各个省份,经济和人口对系统的推动作用均逐步增强,而水环境质量则逐步失去对各区域发展的推动力,表明区域发展的动力逐步由资源转向经济和人口,发展的可持续性增强。     

三目标优化:一种计算Pareto非劣解相对于各优化目标偏向度及其进一步分析的方法

考虑到理性决策者通常以获得高性价比结果为最佳选择,本文基于求解三目标优化问题得到的Pareto非劣解进一步分析.以"性价比"概念为基础,建立了Pareto前沿各点排序的基本规则,定义了相邻点概念,并明确了相邻点选择的方法.根据Pareto前沿各点与其相邻点的分布特点,计算得到了Pareto前沿各点的变化率;设计了灵敏比概念,得到了各Pareto非劣解相对各优化目标的偏向程度.本文的创新性贡献有3点:①利用三目标Pareto前沿灵敏比形成的新支配关系,进一步得到了比Pareto非劣解集范围更小的子集;②首次量化出三目标优化问题的Pareto非劣解相对于各优化目标的偏向度;③给出了各Pareto非劣解偏向于各优化目标的不平衡度,得到了不平衡度最小的解.最后,通过具体算例演示了上述计算过程,并与多种常用方法的计算结果进行了对比分析,验证了文中所述方法的可行性和有效性.本文研究成果对于进一步认识Pareto非劣解所具有的重要特性,深化三目标优化问题的求解是一次重要的理论推进.