一种混合嵌套分区算法及其在车间调度中的应用

设计了一种嵌套分区算法框架下的局部搜索算法,即基于最优计算量分配技术的序遗传算法,该算法采用序优化思想保证在有限计算量条件下得到局部最优解,并用遗传算法的进化搜索能力和学习能力对解空间进行搜索.将设计的局部搜索算法与嵌套分区算法相结合提出一种新的混合优化算法,用该混合优化算法求解几个标准的随机车间调度问题,数字仿真的结果表明该混合算法的优化性能好于遗传算法及基于最优计算量分配技术的序优化方法.     

一种基于LQ/变结构控制的多模型组合控制

针对一类含有参数跳变的非线性时变系统,提出了一种基于LQ与变结构控制的多模型组合控制方法.该方法在多模型及其切换的框架下,将全局鲁棒控制与多模型局部控制相结合,从而达到和保持整个系统的良好性能.首先,采用变结构控制理论设计全局鲁棒控制器,将被控系统的状态带到多模型局部控制器的作用区域以内.其次,在不同的特征点设计LQ固定控制器,按照一定的切换指标在局部固定模型中选择最佳固定模型以及相应的控制器将输出误差减小为零.仿真实验的结果表明了该方法的有效性.     

语音识别中结合进化计算与MDI 的HMM训练方法

提出了将最小差别信息(MDI)和进化计算(EC)相结合引入到HMM的训练中去的方法.各个模型用个体来表示,个体的适应值采用模型的最小差别信息.这样借助于进化计算全局搜索的特点,能克服传统的MDI局部搜索的不足,从而得到系统的全局最优解.实验结果表明,该方法训练所得的系统识别率高于传统的MDI方法训练所得的系统.     

基于均匀设计的多智能体遗传算法研究

将均匀设计方法、多智能体系统与遗传算法相结合,提出了一种多智能体遗传算法.设计了基于均匀设计表的均匀种群初始化方法和均匀交叉算子,并将其引入算法中.算法通过智能体与智能体环境间的相互作用,以及智能体自学习提高自身能量,实现了复杂问题的全局优化目标.实验表明,该算法对于高维函数优化问题,尤其是高维多峰函数,具有很好的全局搜索能力和较快的收敛速度,能够避免陷入局部最优.     

基于变邻域分布估计算法的数传资源配置优化

分析了地面站数传资源分配中的影响因素, 建立了问题的约束优化模型, 提出了变邻域搜索与分布估计相结合的优化算法. 算法在概率模型和种群个体两个层次分别设计了邻域结构, 以提高算法的全局搜索能力和局部优化能力, 并避免优化过程陷入局部极值. 构建了变邻域分布估计算法的优化流程, 推导证明了算法的收敛性. 利用仿真算例分别对算法性能及控制参数选择进行了分析, 实验结果表明, 算法能够有效地解决数传资源配置优化问题, 且求解精度较高.     

基于分布式协商进化算法的多Agent目标冲突消解

针对多Agent系统研究中的目标冲突消解问题,建立了在多个Agent的局部目标和系统全局目标间进行协调优化的多目标优化模型.在多Agent分布式规划的框架下,提出了一种基于遗传算法(genetic algorithm,GA)的分布式协商进化算法,用于求解多目标规划模型.针对GA搜索中保持解的多样性、提高收敛速度等问题,对选择算子进行了设计.通过仿真实验,证明新的选择算子能有效提高解的质量.最后将该算法应用于部队机动协同路线规划的目标冲突消解问题,验证了其有效性.     

复杂机电系统多学科设计与仿真集成框架

为实现复杂机电系统的设计与仿真中多学科应用的集成以及信息的交流与共享,提出了一种复杂机电系统多学科设计与仿真集成框架,并给出了集成框架的参考模型.该集成框架采用了有利于实现设计与仿真应用程序"即插即用"的组件结构,并建立了机电系统设计与仿真公共信息模型和标准应用组件接口.复杂机电系统多学科设计与仿真集成框架以多学科综合设计与仿真为核心,以公共信息模型为基础,通过标准化应用组件接口实现不同工程领域的设计与仿真工具的集成以及设计和仿真信息交流与共享,从而支持多学科团队间的协同工作.     

基于拉丁超方抽样的全渠道供应链网络优化

全渠道零售模式下需求的大样本、差异性、相关性特征将改变传统供应链的网络结构,文章构建离散拉丁超方抽样的免疫遗传算法进行全渠道供应链网络优化.先通过离散拉丁超方抽样对需求数据进行处理,保留样本特征的基础上减少样本容量,然后通过免疫遗传算法进行供应链网络多目标多机制优化,在保证较快收敛的同时避免局部极值,以此解决全渠道零售模式下供应链网络优化问题.实例证明该模型与算法的有效性以及在实践中的可行性.     

基于智能代理的供应链仿真

提出了一个基于智能代理的供应链仿真方法,进而在实践上把多代理技术和仿真技术相结合,并利用智能代理开发工具ZEUS在供应链框架内开发了一个多代理仿真模型进行供应链仿真,利用该多代理模型,我们通过量化供应链中的信息流和物流,评估分析了所提出的供应链管理策略。     

混沌差分文化算法及其仿真应用研究

针时差分进化算法(DE)全局寻优能力差,无法有效的求解工程中复杂的高维非线性优化问题等缺点,提出一种混沌差分文化算法(CDECA).该算法模型将DE嵌入文化算法的框架作为主群体空间的进化过程,同时,引入具有较强局部搜索性能的混沌搜索来进行信念空间的进化,并通过设计一组联系操作实现文化算法模型中两个空间的互相影响互相促进,提高算法的寻优效率.几个典型测试函数的测试结果表明CDECA的搜索能力优于DE,将其应用于某大型水库的优化调度,也取得满意的效果.     

基于共识粒子群的全局优化求解方法

针对粒子群优化(PSO, particle swarm optimization)和高效全局优化(EGO, efficient global optimization)两种算法的特点,提出一种共识粒子群和局部代理模型协同的全局黑箱优化算法(CPSO-LSM, consensus particle swarm optimization and local surrogate model)。该算法固定PSO算法周期对粒子进行分群并在粒子达成共识后停止,将每群粒子周围的优质子区域输出作为代理模型的建模区域,通过比较各区域最优值获得高质量最优解甚至全局最优解。不仅避免了PSO冗长的计算过程、提高了建立代理模型的速度和精度还可以避免陷入局部最优。通过对比其他算法在标准测试函数的仿真结果,CPSO-LSM具有较好的收敛速度和求解精度。     

大客车侧翻安全性多目标优化

建立某大客车的侧翻有限元模型,仿真结果表明,其初始设计无法满足侧翻法规要求,需要进行优化设计。为克服碰撞分析的高度非线性给优化造成的困难,结合均匀实验设计、响应面方法和逐步回归技术建立该客车的侧翻响应面替代模型,并以车体质量最小,车身结构吸能最大为目标函数,以满足侧翻法规为约束条件,采用NSGA-II算法进行多目标优化设计。对优化方案进行有限元仿真验证,结果表明,优化方案不仅使该客车满足了ECE R66法规的要求,而且减小了车体总质量,同时增加了车身结构的吸能,有效地提高了侧翻安全性。     

考虑供应不确定性与需求非平稳性的项目调度与材料供应集成优化

在工程建设中，项目调度与材料供应是相互关联和影响的，需要集成管理这两个决策事项.本文考虑供应不确定性与需求非平稳性，以项目总工期提前/延迟奖惩、施工活动开始时间偏离惩罚以及材料库存持有成本之和最小化为目标，研究项目调度与材料供应的集成优化.其中，材料供应主要涉及安全库存设置与分拨决策.该集成优化模型形式复杂，决策变量维度高，难以采用解析方法与传统仿真优化方法进行分析与求解.为此，设计了基于代理模型的优化方法来求解该模型.该方法的核心是采用代理模型来逼近决策变量与优化目标的函数关系，以减少方案评估时的计算成本，提高优化效率.算例分析验证了基于代理模型的优化方法的有效性，并表明项目调度与材料供应集成优化相比于独立决策可以节约成本.     

一种基于代理模型引导采样的多目标优化方法

针对复杂的实际工程多目标优化问题,提出代理模型引—手采祥的多目标优化方法。通过自适应的加强径向基函数构造的代理模型寻找Pareto优化解集,从找到的解集中通过一定策略筛选出部分作为样本点加入到下代样本空间中,样本点随着迭代的进行越来越靠近全局Pareto最优解集。从当前所有样本点中获得Pareto解,并根据其分布情况作为收敛条件。该方法中代理模型仅仅用来引导采样,也不需要反复计算大量样本点验证代理模型的精度,得到的解都被实／承模型验证过。在雌利害目标测试函数中体现了精度和效率。最后成功应用于薄板冲压成形变压边力优化中,表明了具有解决多目标实际工程优化问题的能力。     

复杂装备精密产品Grey-PCE多质量特性稳健优化设计

为了解决柔顺复杂装备精密产品在不确定性结构参数情形下,其多质量特性波动与冲突的工程难题,提出一种灰色关联多项式混沌扩展(grey polynomial chaos expansion,Grey-PCE)稳健优化设计新方法来解决这一工程难题。该方法基于多项式混沌扩展方法,建立柔顺复杂装备精密产品多质量特性代理模型;在此基础上,采用6σ稳健优化设计建模方法,构建了柔顺复杂装备精密产品多质量特性PCE稳健优化设计模型,通过NSGA-Ⅱ算法获得多质量特性解集;并采用接近度灰色关联分析法对多质量特性解集排序分析,获取了最佳稳健设计方案;最后,柔顺复杂装备精密产品算例验证了所提出方法的有效性和稳健性。     

CICC导体数值仿真设计研究

管内电缆导体(Cable-in-Conduit Conductor,简称CICC)是大型低温超导磁体的首选导体,在大电流和快速变化磁场环境中,CICC导体的合理设计是其能否稳定运行的关键。而工程上CICC导体的设计是一个多次尝试和优化的烦琐过程,为此,提出了基于稳定性裕度、温度裕度的导体设计思想,推导了关于CICC导体结构矩阵参数的算法,建立了导体数值模拟的基本设计模型,同时进行了仿真设计,并将数值模拟设计情况与工程设计值进行了比较和分析,结果证明二者吻合的较好。数值仿真设计使工程的工作量相应的减轻,周期缩短。     

基于循环仿真的钢铁板坯库天车作业优化

板坯库天车作业对钢铁生产整体节奏和效率起到非常重要的作用, 天车作业的优化受到库位布局、工艺流程、作业干涉等多方面因素的影响, 优化过程具有随机性, 满意解的界定具有模糊性. 为了解决这一难题, 提出了循环仿真的方法, 通过原始仿真模型和改进仿真模型的循环转换和多档模糊评判寻求优化解, 采用Agent技术设计了板坯库的仿真物流对象, 定义了仿真事件和仿真逻辑. 通过对国内某大型钢厂的应用实例表明, 循环仿真的方法对钢铁板坯库天车作业优化具有较好的实用性.     

径向基代理模型中形状参数对精度的影响

代理模型方法是复杂系统优化设计的一种有效方法,讨论了以多二次函数为核函数的径向基（radial basis function, RBF）代理模型中形状参数h对精度的影响,在此基础上探讨了一种获得最优h值的方法。在该方法中,将RBF代理模型的标准均方根误差表达为形状参数h的函数,通过极小化该标准均方根误差,得到最优h值。在样本点给定的情况下,采用该最优h值所构造代理模型与采用其他h值所构造的代理模型相比,其精度更高。一维和二维数值算例验证了采用本方法确定h值的有效性,并应用该方法求解了战术导弹的气动外型优化设计问题。     

一种基于MATLAB的模糊控制器综合优化设计方法

提出了一种基于MATLAB的模糊控制器综合优化设计与仿真分析的实现方法。该方法首先利用MATLAB中的模糊系统工具箱结合MATLAB函数构建控制规则可调整的模糊控制器,然后利用最优化工具箱优化模糊控制器的控制规则和参数,从而提高设计模糊控制器的效率。最后利用仿真连接器建立系统仿真模型并在单位阶跃输入信号作用下仿真分析系统动态性能和优化设计结果。仿真表明,控制规则及参数优化后,系统阶跃响应特性基本上能达到“快速—无超调”的设计目标。     

基于X语言的起飞场景民机协同设计与仿真一体化方法

针对大型复杂产品,传统基于模型的系统工程(model-based system engineering, MBSE)方法存在系统设计和仿真验证的多语言、多平台集成实现,难以保证高效、准确地反馈系统设计的缺陷,无法达到快速优化设计目的等问题,提出采用基于面向复杂系统支持MBSE的新一代一体化建模仿真语言—X语言实现面向起飞场景的民机跨域子系统的一体化建模仿真。从民机起飞过程需求分析出发,建立了起飞场景的系统级模型和物理级模型,并在X语言的建模仿真软件—XLab进行统一的建模仿真验证,给出了基于X语言面向复杂产品协同设计与仿真一体化方法,为不同领域的设计人员实现复杂产品设计的协同与优化提供了全新的理论与方法参考。