多种群遗传算法

摘要： 对永磁同步电机的稳态信号声品质进行了分析,并以声压级、响度、尖锐度、语音清晰度、波动度、粗糙度和音调度作为评价指标,建立了永磁同步电机声品质评价体系。采用分组成对比较法进行了主观评价,通过Bradley-Terry算法对评价结果进行了优化处理,分别搭建多元线性回归预测模型和MPGA-RBF预测模型,通过预留的检验样本对模型进行检验。结果表明,MPGA-RBF模型能对永磁同步电机声品质评价结果实现准确的预测。

摘要： 火炮选型是某装备论证的重点工作之一,论证时采取了选型评价指标定量对比、指标间综合分析的方法。但该方法缺乏对备选火炮定量评价数据的充分挖掘,不能反应评价数据特征。为提高火炮选型的准确性和客观性,采用投影寻踪法进行定量分类评价。通过分析火炮选型原则及装机适应性和火力性能要求,建立了由选型原则、选型评价指标、指标特征值分层的火炮选型评价指标体系,形成了由备选火炮选型指标特征值为样本集的评价模型;采用制约函数法构建投影指标优化模型,为避免初值和初始搜索方向引起的局部收敛问题,用多种群遗传算法求解;模型求解获得了最佳投影方向及投影值,得到了各备选火炮的选型定量评价排序以及评价指标权重。排序结果与论证时定性分析对比结果较为相符,且权重较高的评价指标与论证时确定的重点指标一致,验证了投影寻踪法可用于类似武器选型问题。

摘要： 针对弹道修正弹的高维非线性特性导致的性能优化难题,改变概念设计阶段传统的串行设计方式,提出了一种基于实验设计(Design Of Experiments,DOE)和响应面(Response Surface Methodology,RSM)的智能优化算法,定义基本的弹丸结构模型以及相关的设计参数。在DOE的基础上,将设计变量映射到性能准则,生成Stochastic Kriging响应曲面,并训练神经网络识别不稳定设计。通过多种群遗传算法确定最优弹丸设计,改变其代价函数,可以产生反映性能权衡的最优设计Pareto前沿。仿真结果表明,对于基于弹道修正方案的红外干扰弹的技术改造,所提算法在其概念设计阶段可快速、精确地得到性能要求下的最优设计配置,为伴飞任务的实现提供了保障。

摘要： 电网双创项目具有复杂多样性,投资收益的不确定性较高,为了优化项目投资方案,从经济和社会2个方面构建双创项目投资效益指标体系,采用梯形模糊数评估项目综合效益。在此基础上,按照投资策略的不同分别构建电网双创项目一次性组合投资多目标优化模型和分阶段组合投资多目标优化模型,模型考虑收益、方差和偏度目标,引入投入产出、投资上下限等约束条件。算例分析应用多种群遗传算法对问题进行求解,验证了所提模型的有效性与合理性,结果表明分阶段可中止的投资策略能够及时挽回资金损失,控制投资风险。模型为提高电网双创项目投资的科学性提供借鉴。

摘要： 根据海上风电场的运维调度实际需求,提出考虑出航时间窗的船只航迹规划与调度问题,建立了以最小化出航成本与延迟成本为目标函数的数学模型。使用多种群遗传算法,对运维任务优先级进行编码并进行求解,同时利用移民算子和精华种群保证求解过程的有效性。案例的仿真模拟结果证明,该算法较常规维护规则可大幅度降低运维成本。

摘要： 时间最优轨迹规划有助于缩短机械臂运动时间,提高工作效率,在机械臂实际应用场景中起着至关重要的作用。针对串联机械臂点到点运动的时间最优轨迹规划问题,提出一种基于改进多种群遗传算法的最优轨迹规划方法。通过五次多项式插值对机械臂运动路径进行拟合,利用改进的多种群遗传算法对机械臂运动时间进行优化,改进之处包括:设计含有惩罚项的适应度函数,降低不满足运动学约束条件的个体被选择的概率;引入贪婪选择策略,按照比例保留父代种群优秀个体,替换子代种群较差个体;自适应调整交叉和变异概率,加快算法收敛速度。以ER-4iA机械臂为实验对象,通过仿真实验验证所提算法的可行性,并将所提算法与蚁群算法、粒子群算法、标准遗传算法和标准多种群遗传算法进行比较,结果表明所提算法具有更优的性能。

摘要： 对于放置有设备的功能性隔震结构,目前的设计方法忽略了结构与设备的动力相互作用,仅满足隔震结构的抗震要求,并不考虑设备的抗震性能。因此,本文给出一种隔震结构-设备组合体系的优化设计方法,考虑设备与隔震结构的相互作用和非比例阻尼影响,以设备和隔震结构同时满足抗震要求为目标函数,采用多种群遗传算法,对隔震结构-设备组合体系进行优化设计,通过一个实际隔震工程实例,与原设计进行比较,发现优化方案能同时降低隔震层水平位移和上部结构各层间位移角,同时,设备加速度降低了45%,可满足设备在地震中正常运行。说明本文的方法对隔震结构-设备组合体系的性能控制有良好的效果。

摘要： 张弦桁架设计参数较多且相互影响,常伴有较大的几何非线性变形,因此需要精确寻找结构形状及预拉力,以获得结构整体性能的优化结果。在MATLAB平台上利用多种群遗传算法,通过命令流调用SAP2000,在对结构优化的同时,实现"找形"及"找力";第一阶段寻找各类构件的截面,发现桁架弦杆截面的改变对整体优化结果影响较小,在此基础上进行第二阶段结构整体优化。通过对10组模型优化,发现最优矢高、垂度、桁架上弦截面高度、初始预拉力与跨度呈显著线性上升变化,腹杆间距基本保持不变,而撑杆数目则在6~13范围内变化;通过分析得到各最优设计参数与跨度的方程,发现变化范围越大的参数线性程度越高,说明该方法可用于一般张弦桁架的优化。

摘要： 利用多种群遗传算法解决多路径覆盖问题,是测试数据自动生成领域一个重要的研究方向.为了提高多路径覆盖测试数据自动生成的效率,提出一种将关键点概率和路径相似度相结合的多路径覆盖策略.首先,将理论路径划分成易覆盖、难覆盖及不可达路径;然后,通过易覆盖路径统计关键点概率,依此概率计算个体对生成测试数据的贡献度,并利用贡献度改进适应度函数,同时根据关键点概率对目标路径进行排序;最后,使用多种群遗传算法生成覆盖目标路径的测试数据,在进化过程中,子种群覆盖当前目标路径后,继续尝试覆盖该目标路径的相似路径.实验结果表明,该方法能够有效地提高多路径覆盖测试数据生成的效率.

摘要： 针对隔震结构隔震支座布置最优问题,提出一种两阶段的隔震支座布置优化方法:先采用多种群遗传算法进行隔震层参数优化,再采用线性规划法完成隔震支座布置优化.整个过程需要优化算法和动力分析相结合,采用SAP2000 API函数库与MATLAB,实现隔震结构动力时程分析与优化程序的相互调用.用一个实际隔震工程分析表明:与原设计方案相比,采用本方法确定的隔震支座布置方案,水平向减震系数可减小约12%,各支座最大位移减小约21%,隔震层造价增加约14%,说明该方法优化结果可靠,可有效提高隔震工程的设计质量和设计效率.

摘要： 为了优化永磁涡流驱动器的几个关键结构参数,研究了基于多种群遗传算法的多目标优化算法.首先,在磁场分析模型的基础上,推导出关键结构参数的解析表达式.以永磁体厚度、极弧系数和铜盘厚度为变量,以输出转矩、转动惯量和驱动器体积为优化目标,提出了基于熵值权重的永磁驱动器多目标优化函数,然后应用多种群遗传算法对永磁涡流驱动器进行优化.通过三维有限元仿真和实验验证了优化结果的准确性和可行性.最后,将计算结果与其他两种优化方法得到的结果进行了对比.结果表明,相比其他优化算法,该基于解析模型的多种群遗传算法在结构参数优化设计中有更好的计算效果.

摘要： 传统的调频设计对于减小旋翼振动有一定的局限性，有必要使用考虑综合因素的旋翼气弹分析方法，在旋翼设计初期借助优化算法对旋翼结构进行优化。通过建立五片桨叶的铰接式旋翼综合气弹模型，分析桨叶的模态，提出了基于模态的优化变量设置方法，并选用特定的巡航状态作为优化状态，直接数值积分求解气弹综合动力学模型，获得响应并得到桨根力和桨毂载荷，以桨毂垂直力为优化目标，结合多种群遗传算法获得考虑了气弹耦合和非线性等因素的特定飞行状态下桨毂力的优化解，为桨叶减振设计提供了参考。

摘要： 本文设计了5m直径的葵花型索穹顶结构模型,并用能够改变构件长度的作动器代替原结构中的中心压杆,使之成为能够根据外界荷载变化调控自身形状和内力的自适应索穹顶.同时以降低结构中最大内力为控制目标基于多种群遗传算法对结构模型内力控制进行数值模拟分析.并据此设计了一套作动控制策略控制结构中的作动杆工作,用索力传感器等监测试验过程中构件的内力变化,最后通过分析试验结果,进一步揭示了自适应葵花型索穹顶结构的内力优化控制效果.

摘要： 网络编码技术在改变了传统的路由网络只进行存储和转发的功能的基础上,有效地提升了网络的传输性能.但编码的引入带来了CPU计算负担加重、缓存消耗增大等问题,为了减少或克服额外开销.本文提出了在代数网络编码基础上的网络编码链路优化模型.在此模型上,给出了一种基于改进的遗传算法的最小化编码节点的算法(Multi-Population Genetic Algorithm). MPGA在标准遗传算法SGA的基础上进行了一定修改,有效的降低了算法寻优时间,避免了遗传算法的局部收敛问题.通过仿真模拟,MPGA算法较SGA算法找到的需要编码的网络节点的数目更少,且找到最优解的运行时间也更少,速度更快.

摘要： 针对流程工业需求和产率不确定性问题，提出了一种基于仿真优化架构的调度问题求解方法，调度方案包括生产装置加工量和加工方案的确定，以及装置间侧线分流点系数的规划。建立了带有不确定性概率分布的调度仿真模型，在此基础上，根据流程工业生产调度的特点，应用多种群遗传算法搜索优化方案。并以某炼厂为例，结果表明此方法具有良好的鲁棒性。

摘要： 本文提出了考虑多种负荷预测水平下综合优化效果的无功规划模型，讨论了简单遗传算法(SGA)在解决规划问题上的未成熟收敛现象。基于移民和人工选择的遗传算法思想(GAMAS)，本文引入了多种群遗传算法(MPGA)，并根据其特点进行了一定的改进，较好的改善了SGA的未成熟收敛现象，提高了算法的全局搜索能力和局部搜索能力。通过实际算例，证明了算法的有效性。

摘要： 基于多种群遗传算法的分数阶粘弹性模型参数识别的方法，它属于沥青混合料的本构行为研究技术领域。本发明解决了现有方法在实现蠕变柔量、松弛模量与动态模量之间的相互转化时无法识别出模型中全部参数值的问题。本发明根据动态模量值选择出合适的1S2P1D模型，通过Laplace变换将1S2P1D模型的应力应变关系转换为Laplace域内的1S2P1D模型的应力和应变关系，再获得考虑温度效应的1S2P1D模型参数；最终，基于多种群遗传算法一次性自动获取了模型中全部参数值，克服了现有方法在实现蠕变柔量、松弛模量与动态模量之间的相互转化时，无法识别出模型中全部参数值的问题。本发明可以应用于沥青混合料的本构行为研究技术领域。

摘要： 本发明公开了一种基于多种群遗传算法的分段式综合能源系统运行优化方法。首先根据“低谷‑高峰‑平段‑高峰‑平段”的分段电价，将24小时分为五个时段，通过多种群遗传算法计算五个时段的最优优化变量矩阵，然后分别构建每个时段的目标函数与约束条件，最后通过多种群遗传算法依次细化计算每个时段的优化结果。本方法能够尽最大可能约简模型约束条件的数量，实现综合能源系统多种能源间运行的最优配置，实现最大的经济效益。

摘要： 本发明公开了一种基于二维多种群遗传算法的多模资源受限项目调度方法，包括以下步骤：获取调度优化所需信息；判断是否存在可行方案；进行预处理；计算任务的排序值和层次值；初始化当代种群；采用FBI&D方法改进初始当代种群中的个体并计算其适应度值；分若干个子种群进行独立进化；并适时进行子种群间的交流；直到满足进化终止条件输出调度优化结果。本发明采用基于拓扑排序的二维整数编码方法，基于插入模式的串行个体解码方法，多种群协调进化机制，能有效避免各子种群进入局部最优和早熟，并加速收敛，从而能提高整个算法效率。

摘要： 本发明涉及一种基于多种群遗传算法的软件无线电符合性测试方法，解决针对某些功能或者整个系统的循环测试的问题。本方法能根据软件无线电符合性测试的特性，构造抽象组件模型，生成可行的测试序列，构造能够实现测试全覆盖的测试序列集，并采用多种群遗传算法对这个测试序列集进行优化，尽可能的提高测试效率，减少测试用时，弥补了国内对软件无线电符合性测试研究的空缺，为后续的测试自动化的研究奠定了较好的基础。

摘要： 本发明公开了一种基于多种群遗传算法的能耗感知云工作流调度优化方法，包括以下步骤：获取调度优化所需信息；计算任务层次值；基于层次初始化种群；采用FBI&D方法改进当代种群并计算适应度值；子种群间交流；每个子种群独立进化：进行基于二维拓扑排序的交叉和变异操作形成新子种群、采用FBI&D方法改进新子种群并计算适应度值、由当代子种群和新子种群形成新的当代子种群；直到满足终止条件输出调度优化方案。本发明考虑了能耗因素并采用多种群协同进化策略，能有效避免种群进入局部最优和早熟、加速收敛，从而提高了整个算法效率。

摘要： 本发明公布了一种基于聚类和多种群遗传算法的软件测试数据生成方法，目的是将模糊聚类方法和遗传算法应用于软件测试中，提高软件缺陷检测的效率。首先，在弱变异测试准则下，基于统计分析计方法计算变异体之间的相似度和变异体的杀死难度，进而排序变异体；接着基于排序好的变异体序列，选择难杀死的变异体为聚类中心，模糊聚类变异体。然后，针对每个簇，建立基于分支覆盖约束的测试数据生成数学模型；最后，对于多个变异体簇，基于强变异测试准则，采用多种群遗传算法生成测试数据，其中对于每个簇中变异体，优先生成杀死聚类中心的变异体，聚类中心动态调整。

摘要： 本发明公开了一种基于多种群遗传算法的配电网故障区段定位方法。包括以下步骤：1）通过二进制编码对含分布式电源的配电网络的故障电流进行编码；2）在适应多电源网络基础上，引入分布式电源开关系数来表示电源投切，并考虑在复杂配电网中的应用，建立相应的开关函数；3）根据故障电流编码和含分布式电源网络的开关函数，针对配电网故障区段定位问题，完成适应度函数的构建；4）对多种群遗传算法（MPGA）进行实现，完成种群初始化、控制参数的设定、移民算子和人工选择算子以及收敛条件的判定。本发明能准确定位配电网故障区段，适用于含分布式电源的复杂配电网络，具有一定的有效性和容错性。

摘要： 本发明公开了一种基于改进的多种群遗传算法的反应堆运行优化方法，包括：定义运行工况，根据所述运行工况设计运行方案；通过数值模拟研究获得所述运行方案的反应堆系统运行数据，根据所述运行数据计算获得运行指标；基于改进的多种群遗传算法对所述运行指标进行优化，获得优化结果；根据所述优化结果获得所述运行工况下的最佳运行参数设定。本发明能够解决反应堆运行控制设计方案难以满足实际运行需求的问题，改善反应堆系统的运行特性。

摘要： 本发明公开的属于光学探测技术领域，具体为一种基于并行多种群遗传算法的多通池光斑图案设计方法，其包括：所述的设计方法包括如下步骤：S1:创建包含初始入射位置x0,y0、入射角度x’0,y’0和球面镜间距D的个体的十个初始种群且并行执行后续所有步骤；S2:对初始种群进行光斑不重叠的反射次数大小的一级适应度评价，得到不同参数组合的个体的多通池反射次数。该基于并行多种群遗传算法的多通池光斑图案设计方法，可以设计多通池的最优光斑图案也就是具有最长光程和最小体积，使得多通池保持性能的同时极大的减少了体积，增加了便携性降低了成本同时有利于温度和压强的控制。

摘要： 本发明公开了一种基于多种群遗传算法的预应力长期损失预测方法、装置及设备，涉及预应力混凝土结构安全性评估及机器学习技术领域，包括：对规范的计算模型中的预选参数进行敏感性分析，筛选出关键参数；采用多种群遗传算法对关键参数进行反演，确定出关键参数优化值；采用关键参数优化值优化规范的计算模型，并根据优化后的计算模型预测获得预应力长期损失预测值。本发明综合考虑了规范的计算模型中各因素对预应力长期损失的影响，分析其中对计算结果最为敏感的关键参数，通过目标函数的设定考虑预应力长期损失值随时间增加而减小的事实，更加符合实际工程，在实际工程运用时提高了准确度和科学性。