惩罚函数法

摘要： 针对无线系统带宽资源有限、基站负载压力大、传输时延长等问题,提出一种基于非正交多址接入技术的D2D系统吞吐量最大化资源分配算法。在不同用户的服务质量约束条件下,建立D2D系统吞吐量最大化资源分配模型。该模型的优化目标是一个混合整数非线性规划问题,将其解耦为信道匹配与功率分配2个子问题并分别进行处理,利用自适应惩罚函数法处理约束条件并提出一种基于爬山策略的自适应遗传算法以对问题进行求解。仿真结果表明,与GA、AGA算法相比,该算法能够有效提高D2D系统的吞吐量,且收敛性能更好。

摘要： 邮件集散中心航空运力调度涉及固定运力和备选运力两种调度对象,本文在航空运力资源充足的前提下,建立了以最小化运输成本为目标的优化模型,研究了一种改进的乌鸦搜索算法求解方法.首先根据问题的数学模型,引入惩罚函数法将部分约束转化为惩罚项,与目标函数共同构成适应度函数;然后引入Logistic混沌映射提高初始种群的多样性;根据问题的特点,提出了基于个体最优追随机制和正余弦算法的位置更新策略,并引入交叉变异机制以丰富搜索过程中种群的多样性.通过大量算例实验分析,证明了该算法的有效性与优越性.

摘要： 为推动U型渡槽的结构优化设计更好地向智能化、自动化发展,建立了一套结合参数化有限元分析程序及智能优化算法程序的结构优化设计系统。基于自主研发的大型有限元通用程序HSNAP,开发了参数化建模程序模块,实现了渡槽三维设计模型的参数化描述;结合多核并行技术,编制了并行化鲸鱼优化算法程序进行优化计算。结合某灌区U型渡槽工程,以混凝土用量最低为优化目标,采用所提出的结构优化设计系统对渡槽结构尺寸参数进行优化,分析结果表明,与原设计方案相比,优化方案能够满足结构的安全要求,并具有显著的经济效益。

摘要： 针织圆纬机的大鼎是织机的重要零件,是形成圆纬机构架、支承大鼎齿轮传动、保持机器工作刚度和避免振动的关键件。通常大鼎由HT250铸成,为减少铸造缺陷和保证机加质量,铸件尺寸较大,整体沉重,耗用更多的材料,增加其他件载荷,浪费能源。为解决此问题,文中运用最优化理论的惩罚函数法,以保证功能为约束条件、以相关几何特征为决策变量、以质量最小为评价目标,进行优化分析与设计,实现轻量化。实验研究表明,以某一型号的圆纬机(质量为465.1 kg)大鼎为例,减重96.21 kg,轻量化20.69%,同时保证机器的优质功能。

摘要： 显示器定位夹具是显示器装配生产线上的关键设备,对实现显示器自动化装配起到了重要作用.文中针对显示器定位夹具设计了一种关于曲柄滑块式的对中定位机构.为了提高夹具的定位精度和通用性,采用惩罚函数法对曲柄滑块机构优化求解,运用MATLAB对其仿真,并通过有限元方法对关键部件进行优化.研究表明,滑块在对零部件的夹紧定位过程中具有一定的行程,且受到曲柄、连杆的长度和最小传动角的影响.当曲柄和连杆的长度分别为300 mm和500 mm时,机构的通用性能达到最佳.最后通过有限元方法对关键零件优化分析,得到了最优结果,对中定位机构的定位精度达到了0.38 mm.

摘要： 设计一款刮板式餐厨车压缩机构,采用ADAMS软件进行动力学仿真分析,实现极限工况下机构平稳工作;采用ANSYS Workbench软件进行压缩机构的静力学分析,并用惩罚函数法对压缩机构关键部件进行尺寸优化;对优化后压缩机构进行仿真验证与样机试验.结果表明,优化后压缩机构在保证刚度强度的同时,工作平稳可靠、无干涉,质量减轻21.97 kg,满足轻量化目标.

摘要： 针对外点惩罚函数法和具有偏置量的外点惩罚函数法问题,分析了其解析解和数值解严格成立的条件,当偏置量满足允许误差限的限制条件时,具有偏置量的外点惩罚函数法的数值解严格成立.在近似矩阵的校正矩阵中加入辅助矩阵和权重矩阵,提出改进的DFP拟牛顿法,在近似矩阵中加入修正因子对角矩阵,使修正后的近似矩阵广义正定,基于圆盘定理的推论给出修正因子的确定算法,运用改进的DFP拟牛顿法求解严格成立的具有偏置量的外点惩罚函数法.算例表明,在优化步骤k=3时,有优化解,且c1(x3)=-1.2709<0,不等式约束满足,算法严格成立,验证了上述研究的有效性.

摘要： 应用VB.NET开发出一款力矩电机优化设计软件,将电磁计算程序封装化,通过图形设备接口、多线程技术实现了电机的动态优化.软件内置了粒子群优化算法,结合基于数量级的惩罚函数法,将约束优化问题转化为无约束优化问题,实现了电机的优化设计.以一种异步力矩电机为例,利用软件对它的起动性能进行优化,对比ANSYS的仿真结果,验证了该软件的优化结果是正确有效的.

摘要： 针对外点惩罚函数法和具有偏置量的外点惩罚函数法问题,分析了其解析解和数值解严格成立的条件,当偏置量满足允许误差限的限制条件时,具有偏置量的外点惩罚函数法的数值解严格成立。在近似矩阵的校正矩阵中加入辅助矩阵和权重矩阵,提出改进的DFP拟牛顿法,在近似矩阵中加入修正因子对角矩阵,使修正后的近似矩阵广义正定,基于圆盘定理的推论给出修正因子的确定算法,运用改进的DFP拟牛顿法求解严格成立的具有偏置量的外点惩罚函数法。算例表明,在优化步骤k=3时,有优化解,且c_(1)(x_(3))=-1.2709<0,不等式约束满足,算法严格成立,验证了上述研究的有效性。

摘要： 提出了用外点惩罚函数法解决圆锥滚子轴承优化设计的方法.以轴承的额定动负荷为优化设计目标,选择大档边根部厚度、小挡边根部厚度、外圈滚道最小直径、外圈滚道母线与其中心线夹角、滚子母线与其中心线夹角为优化参数,针对轴承设计的特殊性,对算法本身进行了一系列的处理,开发一套轴承优化设计系统,并在国产绘图软件"CAXA EB"上绘图输出.生产单位的实验使用效果证实了本方法的可行性.

摘要： 利用混沌运动的随机性、遍历性和规律性等特点，本文把混沌扰动和混沌映射同时引入到PSO算法中，以避免算法陷入局部最优，提高算法的全局搜索能力。针对无功优化问题中应用惩罚函数法处理不等约束时惩罚因子难以确定的问题，采用无惩罚因子策略进行处理。以IEEE30节点电力系统为算例，仿真结果表明提出的算法和策略是有效的。

摘要： 对活塞连杆组的选配进行数学建模,并用遗传算法对活塞连杆组的组合优化进行了研究.在用遗传算法进行组合优化时,提出了采用惩罚函数法把约束条件转移到目标函数上,从而使整个问题转化为无约束问题.通过系统模拟,比较了基本遗传算法、进化规划法和精英保留遗传算法三种遗传算法,并最终确定进化规划算法为最适合活塞连杆组组合优化的算法.

摘要： 本发明提供一种基于遗传算法和罚函数法的板形机构调节量优化方法，属于冶金轧制领域，首先根据板形调控功效系数矩阵构建评价函数，然后将评价函数转换为一个约束极值问题，然后通过罚函数法、评价函数构建遗传算法的适应度函数，利用遗传算法迭代计算最优值。本发明使用遗传算法与罚函数结合的方法在保证板形误差较小时，各板形执行机构的调节量分配得到最优；由于其编程简单，计算效率高，且变量个数不受限制，将其引入到板形控制系统中，可以极大的提升计算精度与效率。

摘要： 本发明提出一种外罚函数法与Powell算法结合的协同定位方法，无线传感网络中，绝对坐标是可以利用相对坐标通过坐标系转换得到，所以已知相对坐标就可以解决问题。在本发明中，假设节点之间的距离都可以通过TOA（Time Of Arrival，时间到达法）测得。通过建立非线性规划的方法来解决节点间的相对位置问题，即协作定位。在非线性规划问题中利用外罚法把带有约束条件的规划问题化解为无约束的规划问题，再利用Powell（鲍威尔算法）解决协作定位中各个节点的最优解问题。通过仿真实验发现，即使在测距值很大的情况下，也可以保证节点间的相对坐标的精度，并且初始坐标影响并不明显，节点个数越多，连通性越强，最终的优化精度越高。

摘要： 本发明提供了一种基于分段线性惩罚函数的交替方向乘子法的深度学习信道译码方法，主要面向二进制线性码。该方法包括如下步骤：1)基于信道译码构建最大似然优化问题；2)转化约束条件，设计一个可调节的惩罚函数并将其引入目标函数，将信道译码最大似然优化问题转化为带分段线性惩罚函数的译码优化问题；3)引入交替方向乘子法解上述优化问题，得到交替方向乘子法信道译码器；4)根据交替方向乘子法的迭代形式构造深度学习网络LADN‑P；5)通过训练获得学习参数；6)将深度学习网络重新恢复成信道译码器，加载学习参数，进行译码。本发明设计了可调节的分段线性惩罚函数，借助深度学习的力量，进一步提升译码性能。

摘要： 本发明提供一种基于遗传算法和罚函数法的板形机构调节量优化方法，属于冶金轧制领域，首先根据板形调控功效系数矩阵构建评价函数，然后将评价函数转换为一个约束极值问题，然后通过罚函数法、评价函数构建遗传算法的适应度函数，利用遗传算法迭代计算最优值。本发明使用遗传算法与罚函数结合的方法在保证板形误差较小时，各板形执行机构的调节量分配得到最优；由于其编程简单，计算效率高，且变量个数不受限制，将其引入到板形控制系统中，可以极大的提升计算精度与效率。

摘要： 本发明提出了一种基于外点罚函数法的风电场储能容量的优化配置方法，包括以下步骤：A1：读取目标系统的发输电数据，常规机组数据，风电数据，以及储能的参考容量与功率，并生成符合计算需要的数据类型；A2：离散化风电出力，然后过滤风电数据，结合负荷数据计算得出需要的储能配置的参考值；本方法能够提高风力系统的计算值，采用粒子群算法进行优化算法，能够快速找到最优解，采用灵敏度分析的方式，避免大量求解储能运行最优策略带来的时间消耗，给出一个储能配置方案的比较好的次优解。

摘要： 本发明提供一种基于罚函数法的无线供电线圈匝数的优化方法，所述优化方法为将无线供电系统中感应线圈匝数的优化函数和实际设计中匝数会受到线圈整体尺寸限制所形成的约束函数通过特定的方式构成一个新的函数，这个新函数既包含优化目标函数，又包含约束函数以及一个可变的惩罚因子，通过迭代过程中惩罚因子的改变来限制匝数的迭代计算，使其不超出线圈尺寸的约束范围，保证迭代计算出的匝数在实际工程中的可行性。利用罚函数法中的内罚法所具有的约束内迭代的方式，在优化过程中将线圈匝数所受到线圈整体尺寸的限制考虑在内，计算出在实际设计条件限制下使得系统传输效率最大的线圈匝数分布，保证了优化结果的可行性。

摘要： 本发明提出一种外罚函数法与Powell算法结合的协同定位方法，无线传感网络中，绝对坐标是可以利用相对坐标通过坐标系转换得到，所以已知相对坐标就可以解决问题。在本发明中，假设节点之间的距离都可以通过TOA（Time Of Arrival，时间到达法）测得。通过建立非线性规划的方法来解决节点间的相对位置问题，即协作定位。在非线性规划问题中利用外罚法把带有约束条件的规划问题化解为无约束的规划问题，再利用Powell（鲍威尔算法）解决协作定位中各个节点的最优解问题。通过仿真实验发现，即使在测距值很大的情况下，也可以保证节点间的相对坐标的精度，并且初始坐标影响并不明显，节点个数越多，连通性越强，最终的优化精度越高。

摘要： 本发明提供了一种基于分段线性惩罚函数的交替方向乘子法的深度学习信道译码方法，主要面向二进制线性码。该方法包括如下步骤：1)基于信道译码构建最大似然优化问题；2)转化约束条件，设计一个可调节的惩罚函数并将其引入目标函数，将信道译码最大似然优化问题转化为带分段线性惩罚函数的译码优化问题；3)引入交替方向乘子法解上述优化问题，得到交替方向乘子法信道译码器；4)根据交替方向乘子法的迭代形式构造深度学习网络LADN‑P；5)通过训练获得学习参数；6)将深度学习网络重新恢复成信道译码器，加载学习参数，进行译码。本发明设计了可调节的分段线性惩罚函数，借助深度学习的力量，进一步提升译码性能。

摘要： 本发明公开了一种基于内点惩罚函数法的边部减薄多点优化控制方法，属于冶金轧制技术领域，按如下步骤进行：步骤一：从边部减薄检测装置中实时采集数据及处理；步骤二、通过有限元模拟的方法，计算出工作辊横移边部减薄的影响程度，建立调控功效系数矩阵；步骤三、基于内点惩罚函数法，计算调整机构的调整量；步骤四、将横移量输出到工作辊横移执行机构。本发明的边部减薄多点控制方法，通过有限元仿真建立调控功效系数向量，采用内点惩罚函数的优化方法对带钢边部进行多目标监控、优化，实现了边部减薄多目标优化，综合考虑了带钢边部减薄的连续性，提高了对边部减薄的控制精度。

摘要： 本发明公开了一种基于内点惩罚函数法的边部减薄多点优化控制方法，属于冶金轧制技术领域，按如下步骤进行：步骤一：从边部减薄检测装置中实时采集数据及处理；步骤二、通过有限元模拟的方法，计算出工作辊横移边部减薄的影响程度，建立调控功效系数矩阵；步骤三、基于内点惩罚函数法，计算调整机构的调整量；步骤四、将横移量输出到工作辊横移执行机构。本发明的边部减薄多点控制方法，通过有限元仿真建立调控功效系数向量，采用内点惩罚函数的优化方法对带钢边部进行多目标监控、优化，实现了边部减薄多目标优化，综合考虑了带钢边部减薄的连续性，提高了对边部减薄的控制精度。