基于多准则优化的组合预测方法

介绍了9个预测效果评价准则,提出了一种基于多准则优化的组合预测方法。该方法不同于传统的基于改善单个预测效果评价准则的组合预测方法,它综合多个准则并考虑某些准则的组合预测效果评价值优于其单个预测方法的效果评价准则值建立优化模型,利用遗传算法求解其非线性规划模型,得到组合权系数。最后实例说明该方法的可行性和有效性。     

多机器人的改进型边界探索算法

针对多机器人探索未知环境问题,提出了改进型边界探索算法。该算法综合考虑边界角度和距离两种因素,引入分散机制,使机器人团队协同工作,避免出现拥挤,减少探索过程中的重复覆盖和路径交叉现象。基于与其他方法的实验比较结果表明,该探索方法使多机器人具有更好的团队协作能力,提高了探索效率。     

多自由度机器人逆运动粒子群优化求解方法

多自由度串联机器人逆运动求解的传统方法是从逆运动方程出发求解析解,在机构存在冗余自由度的情况下会出现求解困难.提出了利用粒子群优化理论直接从正向运动方程出发,求解机器人关节变量的方法.讨论了通过粒子群优化算法的位置-速度搜索模型求解关节变量的方法和步骤.实验对比了求逆运动解析解和本方法结果的差异;验证了在约束条件下搜索关节变量值的效果.实验证实了本算法的有效性.     

基于角色变换和强化学习的多机器人协同仿真

征对多移动机器人协同问题,将角色变换与强化学习相结合,采用集中式控制结构,并提出了距离最近原则,将距离障碍物最近的机器人作为主机器人并指挥其它从机器人运动,同时采用了基于行为的多机器人协同方式,在提出的基于强化学习的行为权重基础上,通过与环境交互使机器人行为权重趋向最佳,并利用基于最大行为值的协调策略来规划机器人避碰行为.通过在动态环境下多机器人协同搬运仿真实验,表明在使用了角色变换和强化学习后,有效减少了多机器人与障碍物发生碰撞的次数,成功的实现了协同搬运,具有良好的学习效果.     

基于相关机会规划的多机器人觅食过程的参数优化

针对随机环境中以觅食为任务的多机器人系统,在建立其整体数学模型基础之上,利用随机规划中的相关机会规划对影响整体系统性能的两个重要参数进行了优化分析,并采用基于随机模拟的遗传算法得到了优化结果.仿真结果表明,利用该方法可以实现随机环境下的系统优化控制,从而可为多机器人系统的行为规则优化提供理论依据.     

基于关联分析的多目标商品组合选择方法

在超市等零售机构中,如何根据历史记录选择商品组合进行促销是一个重要的问题,这不仅需要考虑商品组合的直接收益,还要考虑该商品组合间交叉销售的效果而获得的间接效益.本文利用关联规则的特点,建立一个多目标优化模型.该模型把商品直接收益和由于交叉销售因素产生的间接利润作为两个独立的优化目标,并设计多目标遗传算法进行求解.为了增加种群多样性和提高算法搜索能力,加入个体修补,填充策略和局部搜索策略.最后,用实际零售数据集对该多目标优化模型和多目标遗传算法进行了验证.通过实验分析表明,这种多目标优化算法可以获得丰富信息,为决策者制定具有针对性营销策略提供比较全面的信息.     

基于安全性目标多足爬壁机器人足力优化分配

针对多足爬壁机器人高空作业时的安全性问题,引入安全系数概念,提出基于安全性多足爬壁机器人足力优化分配方法.在建立关节驱动力和足底接触力转换基础上,推导多足爬壁机器人的动力学模型,确定机器人运动学、动力学约束条件,用粒子群算法求解在能耗最优目标下安全系数与吸盘吸附力的关系.该方法有效减少优化变量数量,同时还反映了机器人安全系数与未知环境(主要指真空吸盘吸附力)的关系,提高了机器人的环境适应能力.最后通过实例验证了该方法的可行性与有效性.     

基于启发式的多机器人SLAM地图融合方法研究

同步定位和地图构建（simultaneous localization and mapping,SLAM）是移动机器人在未知环境中完成地图构建和定位任务的关键技术。针对多机器人SLAM中的地图融合问题,提出一种启发式的搜索方法引导局部地图的重复区域进行地图融合。每个机器人可以在不了解其相对位置的情况下建立局部地图,并将局部地图信息发送至同一工作站中,以局部地图的相似性为判断指标融合得到最优的全局地图。在机器人实物平台上进行验证,结果证明了多机器人SLAM的地图融合算法的有效性和准确性。     

多新息最小二乘法辨识水下机器人动力学模型

水下机器人动力学模型辨识是水下机器人运动控制、状态监测和系统设计开发的基础.把6自由度动力学模型适当简化,给出Falcon水下机器人的动力学模型,在最小二乘算法(LS)和递推最小二乘算法(RLS)的基础上,提出基于多新总最小二乘算法(MILS)的水下机器人动力学模型辨识方法,最后给出MILS辨识算法、RLS算法和LS辨识算法仿真实验结果,证明所提算法的可行性与优越性.利用多新息最小二乘算法得到的水下机器人动力学模型参数更接近于理想参数,能够更好的描述水下机器人的动态特性,对于水下机器人的操纵与自适应控制的研究有较大的实际意义.     

基于高斯混合过程的空间机器人任务空间预测控制方法

针对空间机器人的精准操控需求和任务空间控制问题,提出了一种基于高斯混合过程的模型预测控制方法。在建立的空间机器人标称模型基础上,考虑实际工作过程中由于关节摩擦、参数测量误差导致的建模误差,利用高斯混合过程对标称模型的不确定性进行精确、高效的分析和修正。其次,基于修正后的模型提出了非线性模型预测控制方法,在考虑实际物理约束,如关节限位、输入饱和等的情况下,实现了空间机器人基座和机械臂末端位姿对期望轨迹的直接精准跟踪。最后,考虑航天器在轨操控中的推力器冗余配置问题,设计了推力分配方案,并通过仿真结果校验了所设计控制方法的有效性。     

基于置信椭圆的无人艇区域覆盖搜寻规划优化

为解决水上遇险目标搜寻存在搜寻区域过大、搜寻代价过高等问题, 提出一种基于置信椭圆的无人艇区域覆盖搜寻规划方法。首先, 利用高斯混合模型聚类算法划分搜寻区域, 再基于腐蚀膨胀的置信椭圆确定最佳搜寻区域边界, 实现目标包含概率和单位面积粒子数全局最优。然后, 构造适应椭圆搜寻区域边界特征的无人艇转向模型, 优化非工作路径。最后, 以搜寻探测概率和总路径为优化目标, 采用带精英策略的非支配排序的遗传算法(nondominated sorting genetic algorithm II, NSGA-II)优化得到最佳搜寻规划路径, 实现无人艇高效区域搜寻规划。与常规矩形区域覆盖搜寻规划对比, 能够在达到相同搜寻成功率下显著减少搜寻代价投入。     

过热器机理模型的遗传算法参数优化方法研究

针对过热器模型各参数存在的强耦合性,提出了基于遗传算法的机理模型参数优化方法。建立过热器数学模型,确定优化参数,应用遗传算法进行优化,直到模型精度达到要求。仿真研究表明,运用该方法建立的过热器模型达到预定精度要求;优化过程自动进行,缩短了建模和优化时间。这种方法具有通用性,简单易行,为火电厂仿真机数学建模和参数优化提供一种新的思路和方法。     

钢卷装炉组合模型及算法仿真研究

分析了宝钢冷轧薄板厂罩式炉退火车间钢卷装炉的工艺特点和约束,建立了多炉型、不确定炉数下的装炉组合多背包模型.该模型考虑了最佳装炉量和最大炉高约束,将装炉数作为一个不确定数量.对于模型的求解,首先利用拉格朗日松弛启发式算法求得装炉数的上界,缩小解的搜索空间,然后构造了一种基于局部基因片段保留算子和反序-杂交遗传算子的新型单亲遗传算法进而求解.生产数据的仿真结果及试运行表明,提出的模型和算法切实可行,应用效果良好.     

内蒙古耕地压力的组合预测模型及动态分析

运用耕地压力指数计算了内蒙古1990-2008年间的耕地压力时间序列,选择指数模型、多项式模型和GM（1,1）模型对耕地压力变化趋势进行回归分析,建立了耕地压力的组合预测模型,采用粒子群优化算法求得组合预测模型的最优权重。研究表明：将粒子群优化算法应用到耕地压力组合预测模型的权重求解是可行的;1990-2008年间内蒙古耕地面积、人均粮食占有量都有所增加,耕地压力指数呈现明显下降趋势;预测结果表明2015年内蒙古耕地压力为0.714,未来5a粮食生产处于安全状态。最后提出了减轻耕地压力以确保粮食安全的措施。     

区县内邮政运输网络的建模及优化

邮政运输网络是邮政企业运营的重要保障,区县内运输网则是其关键的底层组成部分.从系统的优化目标、问题范围、车辆因素、时限及频次规定、运输成本等方面对邮政运输问题进行了系统的分析,依据区县邮政运输网络的特点,提出了针对降低固定成本和运输成本的字典序线性规划模型,并给出了求解该模型的遗传算法框架,实验仿真结果表明该模型对于邮政企业目前运行模式的调整和改进具有较好的指导意义.     

炮塔体结构分析与优化

对某自行榴弹地炮塔体在火炮发射过程中的动态响应进行了有限元仿真分析,针对该炮塔结构的减重要求和分析结果中炮塔结构的中后部区域基本处于低应力状态,基于多岛遗传算法对炮塔体结构进行了优化设计,并对比分析了优化前后炮塔体结构在典型工况下的动态响应特性.仿真数据表明优化后的炮塔体在保持原来结构刚强度的基础上,整体质量降低了10.01%.     

基于遗传算法和最速下降法的函数优化混合数值算法

在遗传算法中嵌入一个最速下降算子，并定义适当的适应度函数和子代个体的选择算子，从而可结合遗传算法和最速下降法两者的长处，得到既有较快收敛性，又能以较大概率得到全局极值的新的用于连续函数全局优化的混合数值算法。数值计算结果表明了本文方法显著优于求解函数优化的遗传算法和最速下降法.     

油田措施配置多目标随机规划

措施规划对于延长油田稳产年限 ,合理地安排稳产措施从而提高采油速度及最终提高采收率是十分必要的 .有些学者建立了油田稳产措施规划的确定性规划 ,即模型中所有的参数均为确定值 ,而实际油田生产中有许多因素是不确定的 .也有文章建立了措施规划的随机规划模型 ,但建立的规划模型仅涉及一个目标函数 ,即所谓的单目标规划 .而在实际的油田措施配置中 ,需要对多项指标提出优化要求 .本文针对油田开发实际中存在的不确定现象 ,利用规划论中处理随机现象的机理 ,建立了油田措施的多目标随机规划模型 ,并采用具有擅长全局搜索、高度鲁棒性特点的遗传算法进行求解 .应用结果表明 ,该模型使措施配置更能反映生产实际.     

设施拥堵状态下的层次性备用覆盖网络模型与改进遗传算法

经典的分层覆盖位置问题(HCLP)是在有限预算内找到设施位置以提供分层服务的问题.这个过程中,需求点的差异化服务需求可以来自层次型网络中不同服务可用性的设施.我们设计了混合服务可用性的层次型网络,通过讨论层次型设施数量为定量和变量的情况构建混合层次网络备用覆盖问题的整数规划模型,并设计、改进元启发式算法来求解问题.结果表明考虑变量的混合服务可用性的优化模型在一次覆盖中能更好的满足客户的需求,而其备用覆盖能力和系统造价并非始终优于单类型层次网络;建议的启发式算法在合理的计算时间内产生高质量的解.     

改进遗传算法在虚拟企业伙伴选择与优化中的应用

对虚拟企业构建中在满足产品交货期约束下,以成本最低为目标的合作伙伴选择与优化问题进行了描述,给出了数学模型.为提高遗传算法搜索性能,同时满足产品交货期约束,提出了一种改进的遗传算法———染色体过滤法,即以高适应度可行染色体取代不可行染色体(不能满足交货期约束),通过案例分析验证了方法的有效性.