多目标遗传算法

摘要： 合理制定峰谷电价是现阶段实行需求侧管理的有效手段。引入需求侧的电力需求价格弹性,建立基于电价需求弹性峰谷分时电价的用户响应模型;综合考虑用户用电行为耐受度和用户用电支出耐受度,建立用户耐受度模型,给出基于用户响应和用户耐受度的峰谷分时电价优化模型。最后通过MATLAB软件,采用多目标遗传算法对提出的峰谷分时电价优化模型进行仿真,验证了其有效性。

摘要： 针对双高双立柱式堆垛机结构设计时存在的结构非线性与设计参数响应值之间复杂的隐式关系。采用三维参数化建模和最佳填充样本空间(OSF)进行试验设计,利用Kriging模型建立双高双立柱式堆垛机设计参数和最大应力、最大位移和质量之间的映射关系,通过精英保留策略快速非支配排序多目标遗传算法(NSGA-Ⅱ),实现堆垛机结构尺寸、箱型梁壁厚的最佳寻优化方案,以满足强度、刚度、稳定性和优化设计目标。结果表明,采用该方法能够有效提高双高双立柱式堆垛机的静态结构优化设计精度和效率。

摘要： 针对柔性作业车间生产过程中的预防性维护方案难以有效预测设备故障造成的维护过量和不足等问题进行了研究。为了有效应对这种情况,提出了基于设备健康状态的可靠度区间维护与鲁棒性调度生产集成优化模型。以最小化最大完工时间最小和工序偏差度最小为优化目标,应用多目标遗传算法NRGA对模型求解,针对柔性作业车间特点采用四层编码方案。最后通过算例仿真实验,结果显示提出的模型、维护策略对生产稳定、进程、效率有效提升。

摘要： 在热环境中,低温共烧陶瓷电路板会出现相当大的热应力和形变,造成它的表面出现裂纹,严重影响其使用功能.为此,提出了基于多目标遗传算法的典型电路板结构优化研究.在热环境中,热分析低温共烧陶瓷电路板典型结构,并在热分析的基础上,分析优化典型结构中易形变的部位,达到减小其热应力的目的,以提高在热环境中电路板的力学特性,改善其力学性能,解决电路板在热环境下出现裂纹的问题.

摘要： 以车灯导光条为研究对象,建立有限元仿真模型,利用高斯过程回归与人工神经网络建立代理模型,并以此作为多目标遗传算法寻优的适应度函数。结果表明:基于代理模型的多目标优化方法可有效快速地获得较佳的成型工艺参数组合;相比人工神经网络算法,高斯过程回归算法更适合小样本复杂数据。研究得到的最佳工艺参数组合为:注射时间2.3 s,熔体温度263°C,模具温度62°C,保压压力124%,保压时间17 s。其对应指标结果为:缩痕为1.3μm,平均体积收缩率为-0.1187%,翘曲变形量3.549 mm。这对于车灯导光条注塑生产质量调控具有重要的指导价值。

摘要： 针对遥感卫星在多载荷高精度拼接扩大幅宽时需保证成像质量的要求,考虑多载荷之间的耦合,对支撑结构进行空间布局优化以及结构/热控一体化设计。应用改进的Heaviside密度滤波拓扑优化方法获取最优结构/热控的材料分布形式,结合多目标遗传算法进行详细优化设计,获取支撑结构质量、一阶固有频率和载荷安装面面形精度的Pareto前沿解集,优化所得支撑结构组件的一阶固有频率为384.8 Hz,质量为9.47 kg,安装面面形精度为0.004 0 mm。对该结构进行静力和热变形仿真分析,并开展振动和结构稳定性试验,结果显示其星敏感器指向精度优于9″,双相机光轴夹角变化满足指标要求,即结构具有较优的结构/热稳定性,满足遥感卫星对其高性能指标要求。

摘要： 针对ADAS传感器配置存在冗余、利用不充分的问题,设计一种基于NSGA-Ⅱ的传感器配置多目标优化方法,给出传感器安装位置及配置的优化方案,并进行仿真分析验证。

摘要： 流道是质子交换膜燃料电池(PEMFC)的重要组成部分,能够通过影响PEMFC的传质表现影响其性能。建立了一个单直流道的三维单相非等温PEMFC数值模型,以此为基础,采用基于非支配排序的多目标遗传算法(NSGA-II)以PEMFC的总功率和寄生功耗为目标对流道结构进行优化。在优化后得到的Pareto前沿中选择最优的流道结构。结果表明,相比于初始的矩形流道,最优流道的横截面为梯形截面,而且整个流道沿轴向呈现锥形结构。在0.5V电压下,最优流道下的PEMFC总功率较优化前提高了10.21%,寄生功耗降低了0.032%。不仅如此,优化后的PEMFC具有更均匀的氧气和电流密度分布。

摘要： 基于资源环境承载力评价,识别短板要素,确定最大承载规模,进行国土空间优化布局。运用加权求和模型进行晋中市资源环境承载力评价,并测算出短板要素约束下的承载规模,利用耦合多目标遗传算法和FLUS模型得到生态保护、粮食安全、经济增长和均衡发展4个情景下的土地利用类型数量结构和最优情景下的空间布局。结果表明,各类空间的本底资源环境承载力和现状资源环境承载力均受水资源限制,水资源短缺是未来影响晋中市可持续发展的瓶颈;水资源约束条件下的可承载城镇建设用地面积为343.35 km^(2),农村建设用地面积为746.17 km^(2),耕地面积为3683.50 km^(2)。建设用地面积存在不同程度的超载。基于多目标遗传算法得到4种情景下的优化方案,对比分析发现均衡发展情景下的生态效益达252.43亿元,经济效益达13650.17亿元,综合效益优于另外3种情景。

摘要： 预制构件的生产是整个装配式建筑工程项目的核心,实际生产过程需要综合考虑时间、成本、构件生产排序和生产能耗等多因素以实现高效率、高质量、低污染多目标优化要求。本文针对预制构件在流水车间混合生产流程建立了多目标优化模型,采用改进初始解的NSGA-Ⅲ算法求解该高维模型,并基于调研数据进行实证分析。通过将NSGA-Ⅲ与NSGA-Ⅱ、SPEA2算法的性能进行比较,证明NSGA-Ⅲ算法在高维多目标优化中具有较快的运行速度和良好的分布性与收敛精度。

摘要： 针对传统水运调度问题效率低下的现象提出了一种基于优化多目标遗传算法的船闸调度方法.借鉴生物进化过程,将船闸排档结果定义为进化对象的个体,进行染色体编码和种群初始化;根据不同调度指标构建目标函数,对初始种群进行个体适应度计算;反复按序进行选择操作、交叉操作和变异操作,从全局的角度进行评估决策,输出满足调度需求的最优排档方案,并使用长洲船闸的实际数据进行实验,表明该方法既提高船闸利用率又缩短调度时间.

摘要： 以参数退化为试验指标的加速退化试验在元器件可靠性领域有广泛的应用.通过进行试验优化设计,调整诸如应力组合,样品量分配以及测试频次等试验参数,可以在很大程度上提高加速退化试验寿命预计结果的稳定性和准确度.本文在对加速退化试验过程进行Monte-Carlo仿真的基础上,采用多目标遗传算法NSGA-Ⅱ对加速退化试验方案进行优化.得益于算法的高效和灵活性,优化设计结果可以显著提高加速退化试验的费效比.

摘要： 基于过热汽温的分布参数模型,采用高阶惯性传递函数进行逼近.为分析串级回路中导前区、惰性区模型阶次对辨识精度的影响和得到高阶惯性传递函数的动态参数,根据电厂实际运行的数据,采用多目标遗传算法对模型参数进行优化和仿真.通过分析仿真可知,阶次在合理的范围时阶次越高时帕累托前锋面越靠前,辨识具有更高的精确度.考虑实际需求与精度的要求,建立该机组过热汽温系统的串级模型.

摘要： 基于C-NCAP(2018)规则要求,对某轿车建立基于柔性腿模型的汽车前端碰撞有限元模型并进行仿真,对比分析4种不同截面形状的膝部吸能泡沫的保护效果,引入腿部下端支撑结构,并以支撑板厚度及伸长量为设计变量,在拉丁超立方试验设计基础上利用移动最小二乘法建立7个腿部伤害指标的响应面模型,采用多目标遗传算法,获得了基于柔性腿模型保护性能最优的支撑板结构参数,可为汽车前端吸能结构设计提供依据.

摘要： 为了实现双向贯流式水轮机发电工况与抽水工况的协同优化,本文对双向贯流式机组转轮的多工况优化设计进行了初步探索.根据双向贯流式水泵水轮机的特点,构建了集成几何参数化、网格自动划分、数值计算、应力计算以及整体优化的转轮优化设计系统.以转轮叶片七个翼型骨线的挠度参数、厚度变量以及进口偏移量等21个参数为优化变量,以水力效率最大值、水压力的最小值以及结构应力最大值为优化目标函数,对正向水轮机工况和反向水泵工况进行了联合优化.结果表明:优化后叶片的效率和最低压力都有不同程度的提高,结构最大应力极大降低,应力分布更加均匀,转轮总体性能得到提升,为开展双向贯流式水轮机的多工况联合优化提供了参考.

摘要： 排气系统连接发动机,并用吊耳、软垫安装于白车身上,发动机的振动可以通过波纹管传递至排气系统,进而影响到整车的NVH性能.排气系统在优化设计中需要考虑到避振、吊耳刚度、强度等多工况,而且排气系统本身的可变参数较多,包括软垫刚度、结构形状、排气管厚度尺寸等等,按照常规经验进行设计,难以找到排气系统的最优参数.本文结合某车型排气系统优化设计中遇到的问题,利用HyperWorks软件对排气系统进行仿真分析,结合HyperStudy,通过DOE,创建响应拟合面,通过多目标遗传算法得到拟合最优解,继而在排气系统有限元模型中,进行尺寸和形状优化设计,实现模型的全局最优解.结果表明,此分析方法具备工程实际应用价值,可以为排气系统多目标优化分析提供支撑.

摘要： 气液搅拌反应器具有操作灵活性强、传质效果好、混合效率高等优点,而在过程工业中广泛应用.反应器结构是影响内部物料流动、混合、传质及反应的重要因素,对气液搅拌反应器开展结构优化意义重大.本文提出了将CFD技术与多目标遗传算法相结合的解决方法。采用均一气泡尺寸假设，将多目标优化方法应用于双层桨气液搅拌釜的优化，从而实现节能和良好的气体分散。建立以桨叶结构参数为优化变量，以最大气含率和最小搅拌功率为目标函数的优化命题，利用CFD和NSGA-Ⅱ算法耦合求解，得到了PCBDT-PTD（下层斜凹叶圆盘涡轮桨-上层下压斜叶桨）优化桨组合。

摘要： 本研究兼顾静水阻力和波浪增阻的一艘船舶的型线优化方法.船体采用全参数方法建模,使其水线首端半进角、水线面系数、船前体外飘角的分布可通过三个独立的参数控制.此外,还使用半参数方法控制船前体排水体积的纵向分布.全/半参数方法的结合可使船体型线有效地产生小到中的变化,而这些变化是与静水阻力或波浪增阻密切相关的.静水阻力采用摩擦阻力加兴波阻力的方法估计,其中摩擦阻力采用ITTC公式估算,兴波阻力采用SHIPFLOW的非线性势流求解器计算.波浪增阻通过Liu和Papanikolaou的半经验公式估算.该公式既考虑了波浪辐射造成的阻力增加,又考虑了短波绕射产生的增阻.本文采用多目标遗传算法,优化船舶在傅氏数F=0.154,0.207,0.234时的静水阻力和波浪增阻.从最优边界的形状看,静水阻力与波浪增阻两个目标函数之间的矛盾不显著,因此可在减小静水阻力的同时减小波浪增阻.结果 表明,最终优化方案的静水阻力和波浪增阻相比原型明显下降,验证了本文优化方法的可行性.

摘要： 信息化条件下联合作战目标和火力决策,需要借助智能模型和优化方法,实现多军兵种作战火力的协作与融合.针对联合作战目标决策和火力配置问题,以实现达成总体目标的最大实现和火力的最优发挥为双目标,构建模糊多目标的规划模型.在模型求解算法上,运用可能性理论对模糊数进行转化,将模型转换为确定形式的多目标规划模型,设计多目标遗传算法优化处理,提高算法的效率.并通过实例数据对构建的模型及设计的求解方法进行验证,得出双目标的帕累托最优集.

摘要： 约束多目标优化问题普遍存在,但至今尚缺乏有效的求解方法.本文研究约束多目标优化问题的求解,并提出一种用于该问题的改进NSGA-Ⅱ算法.该算法在NSGA-Ⅱ的基础上,隔代对可行和不可行解实施交叉操作,以充分发挥不可行解在寻优过程中的作用;此外,还基于得到的优势个体更新外部保存集,以保留问题的优化解.将所提方法应用于3个基准多目标优化问题,并与传统的NSGA-Ⅱ算法比较.实验结果表明,所提方法能够得到质量更高的优化解.

摘要： 本发明公开了一种基于烟花算法和遗传算法的多目标排程方法，特点是设定初始参数；生成初始种群，将初始种群作为当前种群开始迭代；计算当前种群的非支配解并判断是否产生新的非支配解，若是，则将新的非支配解输入至最优解集中；若不是，则判断是否达到设定的迭代总数，若是，则输出最优解集；若不是，则计算烟花规模得到烟花群；对烟花群进行烟花爆炸操、高斯变异操作；进行遗传选择；进行烟花选择；进行种群交叉操作；进行种群变异操作，并将进行种群变异操作后的种群作为当前种群继续迭代；优点是本发明结合了遗传算法和烟花算法，具有收敛速度快、求解精度高的优点，从而有效地提高了多品种小批量生产模式下的排程效率和排程精度。

摘要： 本发明公开了一种基于BP神经网络和遗传算法的高炉多目标优化控制算法，属于工业过程监控、建模和仿真领域。首先，选取模型的输入输出变量，将鼓风动能、热风压力、热风温度、冷风流量、全塔压差、富氧率和煤比等7个状态变量设为输入变量，将铁水硫含量、二氧化碳排放量和焦比这3个目标参数设为输出变量；其次，建立BP神经网络，初始化后训练神经网络；然后，建立NSGA‑II多目标优化算法，将训练好的BP神经网络的预测输出当做NSGA‑II的适应度函数；最后，运用本发明提出的算法对目标变量进行优化，找出其Pareto最优和对应的控制变量的值，可提升高炉运行的效率。

摘要： 本发明涉及一种基于佳点集遗传算法的功率电感多目标优化设计方法，属于电力电子技术领域。该方法包括：根据实际应用需求确定待优化参数及其搜索空间；确定约束条件及其边界；根据待优化参数确定目标函数表达式；采用佳点集算法实现种群初始化，并在多约束条件下采用多目标优化的遗传算法对目标函数的最优值进行寻优求解，最终得到其对应的待优化参数值。本发明不仅保证了初始种群分布的均匀性，有助于算法搜索最优解，提高算法性能，而且有效解决了功率电感优化目标单一的问题，反映了多目标之间的利弊权衡关系，有利于功率电感的设计考虑不同的工作场景和设计要求。

摘要： 本发明公开了一种基于改进型遗传算法的多目标优化阵列方向图综合方法，属于天线阵列方向图综合领域。本发明对遗传算法进行改进优化，为了避免局部收敛，防止近亲结合，引入海明距离进行近亲判别；为了提升收敛速度，保证父体中的优良模式可以遗传到下一代，根据适应度自适应决定交叉算子的大小。本发明考虑了阵元间互耦效应，结合有源单元方向图，构建精确的天线阵列模型，针对不同的目标阵列方向图设定不同的适应度函数参数，使用改进型遗传算法进行天线阵列方向图多目标快速优化，最终实现波束展宽、低副瓣、波束零陷和相控阵扫描等阵列综合，并通过全波电磁仿真软件进行验证。

摘要： 本发明公开一种基于遗传算法的分布式光伏布线多目标优化方法及装置，包括基于分布式光伏布线的影响因素建立分布式光伏布线的多目标优化模型，并定义各目标因子影响参数的约束条件；建立分布式光伏布线的多目标优化模型适应度函数，选择性状优良的个体作为父代，并根据该个体的优良程度定义其遗传强度；基于父代种群重复执行多次进化操作，达到预定进化代数后，以进化操作中具有最大适应度的个体作为最优解输出，终止并完成进化操作。本发明基于遗传算法，实现对分布式光伏进行多目标多参数下的布线优化，降低了分布式光伏的建造成本、运营与维护成本，减少设计人员的工作量，为分布式光伏电站的布线设计提供合理和有效的解决方案。

摘要： 本发明公开了一种基于多目标遗传算法下的多目标服务器调度方法，通过虚拟机的迁移保持负载的均衡。该方法包括步骤如下：（1）通过热点检测方法来找出可能由于资源的缺乏而影响服务系统运行的热点PM；（2）考虑迁移开销、能耗、热度、系统状态，选出待迁移VM；（3）通过遗传算法找出迁移目标PM；（4）虚拟机迁移。该方法通过热点检测来选择需要处理的物理服务器，考虑迁移开销、能耗、热度、系统状态，选择需要迁移的虚拟机，再通过改进后的遗传算法来找寻出迁移目标物理服务器来达到满足客户服务需求和最优资源利用率的目标。

摘要： 本发明公布了基于分解多目标遗传算法的软件生态系统社区检测方法。目前提出的多目标社区检测算法中，分解多目标遗传算法为该问题提出了一个高效的新思路。但是，算法局部搜索能力较差，应用于社区划分问题也需要多角度考虑具体的软件生态系统的社区结构特征。基于此，本章针对具体特征提出节点归属度函数作为社区检测问题模型的目标函数，并利用基于节点归属度函数的标签传播算法进行编码初始化，为算法提供一个高效的初始解。在此基础上，具体分析改进个体混合交叉策略，并融合模拟退火算子以提高算法的局部进化能力。

摘要： 本发明公开了一种基于多目标遗传算法的宽频透明吸波体的设计优化系统及其设计方法。所述多目标遗传算法模块调用其他模块实现透明吸波体的快速设计；所述电磁仿真软件模块计算初代种群的真实值；所述神经网络回归模块计算同类型参数的真实值；所述数据库模块存储所有利用电磁仿真软件模块仿真获得的真实值。用以解决对于多个目标同时优化获得各个参数均衡优化结果的问题。

摘要： 本发明提出了一种基于多目标遗传算法优化拖拉机燃油经济及动力性的方法，包括第一步：选取拖拉机，根据选取的拖拉机结构以及基本参数，分析选取的拖拉机模型建立方法，建立发动机数学模型、传动系统数学模型以及行驶阻力数学模型；第二步：给出拖拉机整车动力性以及燃油经济性模拟计算模型，并以HST和变速箱输入轴转速作为约束条件，以车速、负载作为决策向量；第三步：定义多目标遗传算法NSGA－II的基本要素；第四步：通过多目标遗传算法NSGA－II得到动力性和燃油经济性的最佳匹配，借此，本发明具有可以达到在满足整车动力性能的前提条件下，以减少燃油消耗，提高行驶效率并改善排放特性，实现拖拉机动力传动系统参数的最佳匹配的优点。

摘要： 本发明公开一种运用多目标遗传算法优化卸胎机法兰盘结构的方法，结合动力学、有限元等数值分析平台，运用智能算法对卸胎机法兰盘的尺寸参数进行了优化，并使用screening法多目标优化结果进行了对比，得出法兰盘的最优结构。本发明的目的是填补目前巨型卸胎机法兰盘研究的空白。第二点，运用动力学、有限元等数值分析平台，结合智能算法，提供一种法兰盘结构优化的方法，同时使用不同的方法进行对比验证，使优化结果更具可信度。第三点，运用智能算法对法兰进行结构优化，以降低质量，延长使用寿命为目标，得到最优的法兰盘结构。