离散变量桁架结构拓扑优化的改进混合遗传算法

为了避免在结构拓扑优化过程中杆件和节点的增删带来计算上的麻烦,在对桁架结构进行受力分析的基础上设计了一些启发式准则来产生可能的拓扑结构形式,然后采用一种改进的混合遗传算法进行截面优化.混合遗传算法将离散复合形法引入到遗传算法中,一方面利用遗传算法为离散复合形法提供可行点;另一方面利用离散复合形法对遗传算法种群中的可行个体和不可行个体进行改进,从而提高了遗传算法的局部寻优能力,并对标准遗传算法在选择、交叉和变异操作上作了一些改进.它将两种算法的优点集中在一起,同时又弥补了两者的不足.算例的结果表明,该方法用于桁架结构拓扑优化是简单、快速和有效的.     

结构优化设计中的组合遗传算法

针对标准遗传算法存在的早熟收敛、随机振荡和收敛速度慢等缺陷,采取改进措施.利用混沌序列的随机遍历性生成初始种群,并把相对差商算法的优化解加入到初始种群中,改善初始种群的性能.采用适应度的指数尺度变换改进传统的适应度评价函数.相对差商算法局部搜索能力强,而遗传算法具有较强的全局搜索性,发挥两者的优势,提出组合遗传算法.把相对差商算法作为一个与选择、交叉、变异平行的遗传算子嵌入到改进遗传算法中,提高局部寻优能力,防止早熟收敛.通过十杆平面桁架的数值算例来验证组合遗传算法应用的可行性和有效性,组合遗传算法的优化结果也远好于标准遗传算法和改进遗传算法.     

一种改进的爬行动物搜索算法

针对爬行动物搜索算法存在早熟收敛、易陷入局部最优等问题,提出一种改进的爬行动物搜索算法(LERSA)。通过精英反向学习策略提高初始种群的质量,在种群位置更新求解适应度值的过程中加入Levy飞行策略对种群中个体位置进行更新,结合非线性加权策略改良控制参数平衡RSA算法的全局搜索与局部搜索能力。使用公开的性能验证函数、秩和检验及三杆桁架问题进行算法性能测试,结果表明改进后的算法具有良好的寻优性能,能有效解决工程优化问题。     

基于捕食搜索策略混合遗传算法的车辆路径问题研究

在分析研究车辆路径问题的基础上,将其转换为经典TSP优化问题进行求解并建立数学模型,针对遗传算法在求解车辆路径问题时搜索效率低,容易陷入局部最优的缺点,提出了一种改进的遗传算法.改进算法引用自适应邻域法进行种群初始化;基于捕食搜索策略动态自适应调整遗传参数,在加快寻优速度的同时防止陷入局部最优;交叉前后的种群分别实施精英个体保留策略,交叉变异之后引进进化逆转操作,继承父代较优和较多的信息.实验结果表明:改进遗传算法搜索效率高、计算结果较为稳定;求解车辆路径最优问题较其它算法具有较好的性能.     

基于改进天鹰优化器的抱杆结构优化

为了提高抱杆设计的安全性和经济性，提出一种基于改进天鹰优化器的抱杆结构优化方法。根据抱杆工程实例，建立轻量化设计模型。将角钢杆件的截面尺寸作为优化变量，采用罚函数法处理许用应力，位移和屈曲系数三种约束条件。为了解决天鹰优化器局部搜索能力不足的问题，使用混沌映射进行种群初始化，使首代种群在搜索空间内分布更加均匀，并引入新的平衡方式使算法在迭代后期仍具有全局搜索能力，同时加入非线性参数增强局部搜索能力，引入反向学习策略增强算法摆脱局部最优的能力。十杆平面桁架结构尺寸优化算例结果验证了改进算法具有更好的寻优能力。抱杆结构轻量化设计结果表明，改进的天鹰优化器提供的设计方案更佳，抱杆质量减轻了16.55%。改进天鹰优化器能够有效处理平面桁架和空间杆系结构的优化设计问题。     

空间网格结构风振抑制的阻尼器位置与数量寻优

针对空间结构振动抑制问题,基于经典遗传算法提出改进算法,进行阻尼器的位置寻优和数量寻优.通过对变异概率的调节,增强了改进算法跳出局部陷阱的能力,使之可准确找到全局最优解.通过提高编码效率、筛选初始种群分布等有效措施提高了算法收敛速度.所构造的适应度函数,可实现阻尼器杆件数量和位置的同步寻优.对影响结构振动抑制的各参数进行数值分析,并以空间网壳结构为例,利用改进遗传算法进行寻优计算和结果讨论,得出在一定荷载条件下空间网格结构阻尼器杆件的优化布置规律.     

一种改进的微种群遗传算法

 采用种群隔离机制、算术交叉、杰出者保留策略等对微种群遗传算法进行了改进。减少了重启动次数,增强了两次重启动之间遗传优化过程的全局和局部搜索能力,使算法在尽可能保有模式识别信息的前提下进行智能搜索;采用了实数编码,减少了编码和解码过程中的计算开销;引入了自适应随机变异算子,使之在不增加循环次数的前提下,增加了利用现有种群已经获得的遗传信息进行有效搜索的次数;引入了异种机制,有效提高了微种群遗传算法收敛于全局最优解的概率,加快了收敛速度。最后,标准测试函数的测试结果证明了这一改进的微种群遗传算法能够用远低于标准遗传算法的计算代价获得更佳的优化效果。     

一种基于分层模糊控制的免疫遗传优化算法

针对标准遗传算法的不足,借鉴生物免疫机理和人脑模糊思维功能提出一种新的基于分层模糊控制的免疫遗传算法.该算法利用免疫系统独特性网络学说,改进标准遗传算法选择算子,提高了种群多样性;同时从环境、种群、个体和基因角度,全面分析算法寻优性能和各种进化参数的启发式模糊关系,采用模糊推理动态调整交叉率、交叉位置和变异率,减小了标准遗传操作的随机性.实验结果表明,新算法不仅可有效克服标准遗传算法的缺陷,而且收敛速度、计算精度和算法稳定性也得到明显提高.     

基于新型Memetic算法的多目标优化

为了更好地解决多目标优化问题,提出一种求解多目标优化问题的新型memetic算法。该算法利用微粒子群算法的全局搜索能力和同步启发式局部搜索相结合进行局部微
调;利用基于模糊全局极值的概念处理种群中过早出现收敛以及解多样性保持等问题。通过进一步检测得出新算法的特点并展示其在多目标优化问题上的独立性和综合效应。同时应用新型算法对IEEE14节点标准电网进行无功优化计算。结果证明,该新型memetic算法具有很好的寻优能力,验证了该算法的有效性及科学性。     

一种改进的量子遗传算法

针对量子遗传算法存在储存量大和易陷入局部最优解等问题,提出一种新的量子遗传算法。该算法采用角度编码方式表示染色体从而减少编码的存储空间;引入小区间方法初始化量子种群, 使量子染色体均匀分布于初值空间;利用改进的旋转门对种群进行更新操作;采用动态的量子步长调整策略实现自适应搜索;引入量子交叉和量子变异操作防止早熟问题。通过典型的多峰值函数优化实验表明该算法具有收敛速度快、全局寻优能力强和计算时间短的特点,可以用于多峰值函数优化问题。