多效蒸发系统的数学描述及优化目标函数分析

引用结构矩阵、索引矩阵等概念，描述一个复杂的多效蒸发系统。建立了各效温度、物料、加热蒸汽的迭代关系方程，确定了优化目标函数，并对其进行分析，得出了结论，为研制通用多效蒸发系统优化程序及算法提供了基础。

简析自动机械凸轮机构优化目标函数的选择

在自动机械的凸轮设计中,除了要确保从动件实现给定的运动规律外,还要有良好的传动特性、尽可能小的尺寸以及一定的工作寿命。为此,随着计算机辅助设计的发展,凸轮机构的优化设计也得到了广泛应用。而在凸轮的优化设计中,根据不同的设计要求来确定适当的目标函数,无疑是关键所在。据文献资料,在以往的研究和实践中,关于凸轮机构优化设计目标函数的选择,主要有以下几种形式:

视频浓缩中的优化目标函数研究

现有的视频浓缩方法普遍存在一个问题,即浓缩视频画面中包含的目标太多,不适合审阅。从视频浓缩效果的评价标准出发,提出了更合适的评价标准,改进了优化目标函数;即期望更少重叠、更少时序混乱的情况下,期望同时出现的目标数为5~9个。另外,采用差分进化算法搜索近似最优的轨迹排布。实验表明,改进后的算法有效解决了上述问题。

恒应力加速试验优化设计的工程实现

对加速寿命试验进行优化设计,以提高试验结果的准确性,同时节省试验成本。对加速寿命试验统计分析进行了深入研究,以恒应力加速寿命试验设计优化为例,通过分析方案要素和约束条件等建立了其优化目标函数,为采用智能算法优化恒应力加速寿命试验设计提供了理论基础。首先,确定研究对象为Weibull寿命分布产品恒应力加速试验的优化设计,根据试验目的选取优化目标函数,对优化目标函数进行推导;然后,针对基于解析优化的加速寿命试验设计方法存在的不足,从工程应用角度出发寻求新的优化方法,提出基于模拟退火算法的试验优化设计方法,并给出相应的应用验证实例;最后,通过实例验证,证明了所提出的方法能够在保证优化结果准确的基础上,解决加速寿命试验优化设计的工程应用问题。

基于目标函数优化的有源滤波器差拍控制算法

以并联型有源滤波器为例,以降低差拍控制算法的复杂度为目的,通过优化目标函数提出了3种差拍控制算法。其中一范数差拍控制算法和无穷范数差拍控制算法通过构造新目标函数对算法进行化简,更适于控制三相有源滤波器,其新目标函数与传统差拍控制的二范数目标函数等价。通过优化传统差拍控制的目标函数得到改进二范数差拍控制算法,该算法的运算量比一范数算法和无穷范数算法少,适用于控制三相及单相有源滤波器。仿真结果表明上述3种算法均具有与传统差拍算法十分接近的控制精度,对控制周期变化的适应性相同,可完全取代传统差拍算法。考虑到算法的复杂度,改进二范数差拍控制算法最具应用价值。

多目标函数优化的元胞蚂蚁算法

提出一种求解多目标函数优化的元胞蚂蚁算法.该方法将元胞自动机演化规则引入蚂蚁算法,给出了在连续空间多目标函数优化的算法描述,定义了与蚂蚁信息素释放有关的元胞演化规则及蚂蚁邻域的转移概率,并实现了算法的具体步骤.在Matlab环境下,采用该算法对一些典型的测试函数进行求解和验证.实验结果表明,该方法具有向真实的Pareto前沿逼近的效果,是一种求解多目标优化的有效方法.

引入灰色关联分析的多目标函数优化解法在振动筛参数优化建模中的应用

在对振动筛进行运动学和动力学分析的基础上建立参数优化模型。首次提出了在多目标优化算法中引入灰色关联分析优化算法 ,阐述了算法的可行性和主要步骤 ,并将其应用到振动筛参数优化模型。应用结果表明 ,该方法计算简单。

基于人工免疫算法的多目标函数优化

提出了一种新型的人工免疫算法用来解决多目标函数优化问题。基于自然免疫系统固有的优良特性对算法进行了设计和分析。最后, 算法对3个较复杂的多目标问题进行了优化, 优化结果能很好地覆盖问题的Pareto最优面, 并且把算法与某些混合遗传算法进行了对比实验, 表明人工免疫算法在解决多目标优化问题上具有可观的研究前景。

结合多类特征融合与ICM目标函数优化的图像语义分割方法

针对场景解析图像中的像素点数量庞大且现有的分配方法复杂、费用高的问题,提出一种结合多类特征融合与迭代条件模式(Iterative Conditional Mode, ICM)目标函数优化的图像语义分割方法。通过区域生长算法提取输入图像的各个部分,根据全局一致性误差指标,从图像数据库中搜索相似图像;提取图像各部分多类特征并加权,通过迭代条件模式方法求解最小能量函数,实现为各个部分分配类别标签。利用数据集对所提方法性能予以验证,结果证明了所提方法的可行性和分类准确性,且易于实现。

工业园区大气污染物排放总量核算模型优化算法反演性能对比

基于工业园区污染物排放总量核算模型,以东南沿海某重点石化产业基地VOCs的排放总量核算为例,对比研究了Nelder-Mead单纯形法(NM)、双模退火优化算法(DA)、粒子群优化算法(PSO)3种优化算法和通过偏差平方和(目标函数1)、对数变换(目标函数2)、双曲余弦变换(目标函数3)构建的3种优化目标函数在不同随机误差强度和失效站点数量下的反演性能。结果表明:PSO算法的反演性能与粒子数量有关,但整体表现不适用于当前条件下的反演优化,NM和DA优化算法具有较好的反演准确性(MARE<30%),但NM优化算法的反演计算效率约为DA优化算法的11~20倍,NM优化算法反演性能最好;3种优化目标函数均适用于当前条件下的反演优化(MARE<30%),其中目标函数1和目标函数3在随机误差强度、失效站点数量较小的情况下反演性能更好,而目标函数2在随机误差强度、失效站点数量相对较大的情况下反演性能更好。

离散变量影响下激光通信网络拓扑结构优化研究

激光通信网络在进行信息传输时容易受到离散变量的影响,降低信息传输质量。为此,研究离散变量影响下激光通信网络拓扑结构优化方法。生成激光通信网络初始拓扑结构,分析离散变量带来的影响。根据激光通信网络拓扑结构优化目标,建立激光通信网络的拓扑结构优化目标模型。采用多目标进化方法,剔除拓扑结构中的冗余链路,实现对激光通信网络拓扑结构的优化。实验结果表明,所提方法优化后的网络拓扑结构链路平均长度在50 cm以下,通信节点能量在48 J以上,网络生存轮数高于371轮,优化性能好,有效剔除了网络拓结构中的冗余路径。

基于多目标优化函数的无线传感器网络负载均衡路由协议

针对目前无线传感器网络路由协议在延长网络生存期和提高网络整体性能等方面存在的缺陷,以平衡网络中节点能量消耗、延长网络生存期为优化目标,提出了一种基于多目标优化函数路由协议。该协议将节点可用能量、路由跳数和节点之间物理距离等参数引入到路由选择函数中,以实现最优路径的建立和对无线传感器网络性能的综合优化。NS2仿真结果表明,与传统的定向扩散协议相比,数据发送成功率提高了15.3%,网络能量利用率提升了9.7%,网络生存期延长约12%,在无线传感器网络中具有显著的优越性。

基于多目标优化的改进蚁群路径规划算法

针对传统蚁群算法在二维栅格地图中规划路径时存在的能耗高和收敛速度慢的问题,提出基于多目标优化的改进蚁群路径规划算法:建立路径长度与转弯次数的多目标函数,减少移动机器人的能耗;在启发函数中添加目标影响因子以增强目标点的引导作用;采用自适应调整信息素和启发函数的影响权重系数的方法改进状态转移概率计算公式,以降低算法陷入局部最优解的概率;在信息素更新规则中,动态调整信息素挥发因子,以提高算法收敛速度。在多种栅格地图下的试验结果表明,该改进算法能够有效减少机器人规划路径的转弯次数,提高机器人的行进效率。

基于柯西分布约束和快速近端目标函数优化的三维重力反演方法

优化算法的选取在很大程度上影响着三维重力反演的计算效率,从而制约着三维重力反演的实用性.在复杂地质构造背景下,不同岩性单元之间可能会发生物性突变,产生尖锐边界.为此,本文提出了一种新的基于柯西分布约束和快速近端目标函数(Fast Proximal Objective Function,FPOF)优化的三维重力反演方法.FPOF优化方法的一个突出特点是在每一步迭代过程中逐一计算剖分网格内的未知密度参数,因此,有较低的计算复杂度和较高的计算效率.此外,目标函数中柯西范数(Cauchy norm)的引入会对反演结果施加稀疏性,有助于产生块状效果.理论模型测试表明,本文方法不仅能产生更加聚焦的反演效果,而且反演所需的时间也比传统的共轭梯度优化方法少.最后将本文方法应用于我国西部某地区实际重力数据,反演结果与已知的地质信息有较好的一致性.

基于多目标函数的工业机器人平衡系统优化

针对工业机器人弹簧平衡缸的参数变化对工业机器人的不平衡力矩的影响,对其参数进行了相关的实验与测试。为提高工业机器人的工作性能与效率,对平衡缸参数造成的不平衡力矩的影响进行了分析及优化。在工业机器人重力参数和结构参数研究与测试的基础上,推导出工业机器人的不平衡力矩,得出各个参数对不平衡力矩的影响,以及机器人的运动学、动力学特性。构造参数相应的的约束条件和目标函数的非线性约束条件,结合多目标函数优化模型并对工程实例进行优化。最后,对优化前与优化后的结果进行了对比分析,得到了相应的优化效果。实验结果表明:优化结果满足实验要求;优化后,不平衡力矩的最大值降低,机器人运动更加稳定;优化系统具有有效性和实用性。

目标函数对HEC-HMS模型参数率定的影响研究

以清江流域(渔峡口以上)为例,采用分布式水文模型HEC-HMS研究了模型参数自动率定功能,并选取参数优化的目标函数,以探讨目标函数的选取对模型模拟结果的影响,并分析其原因。结果表明,峰值加权均方根误差目标函数的模拟效果最佳,为选取其他洪水模拟参数优化目标函数提供了理论依据。

基于多目标约束三维水平井轨道优化设计研究

三维水平井轨道设计由于轨道剖面复杂,利用常规设计方法难以在满足工程约束下实现轨道精确入靶,增加了设计难度。针对这一难题,提出了满足一定入靶精度的“直-增-稳-增扭-稳-水平段”五段制井眼轨道优化设计方法,以入靶精度和最短井深作为双优化目标,以造斜段造斜率和扭方位段全角变化率作为约束条件,建立了多目标约束的三维水平井轨道优化设计模型,并采用宽容分层法对模型进行求解。通过实例验证,结果表明提出的模型不仅满足设计井深最短,而且保证了入靶前扭方位段狗腿度较小,实现了三维水平井井眼轨道优化设计,降低了作业难度。

多目标优化的预测控制用于矩阵变换器研究

为同时实现网侧功率因数、输出电流、共模电压和网侧谐波电流的控制,将其按照一定的权重关系建立了优化目标函数,通过采用预测控制预估未来时刻输入输出量的值,遍取27种矩阵变换器的开关状态,选择使目标优化函数最小的开关状态作为下一个周期的开关管动作。为减少网侧电流谐波,采用虚拟谐波阻尼方法,将网侧电流通过d-q旋转变换和低通滤波得到其谐波分量,再将该谐波分量通过坐标变换转移到矩阵变换器参考输出电流中。对基于预测控制所建立的优化目标函数1和函数2以及虚拟谐波阻尼方法用于两种优化目标函数的可行性进行了仿真验证。仿真结果证明了所提方法是正确可行的。

多目标函数优化法及其在飞机鲁棒控制系统设计中的应用

本文提出了一种新的适用于控制系统设计的多目标函数优化法,其特点是:将所有目标函数根据控制系统的设计要求进行数学处理,从而将多目标函数优化问题转化为无约束的单目标函数优化问题,然后再将该函数一次优化得到设计参数的值。这一方法能有效地用于鲁棒控制系统的设计,使闭环系统对对象参数的大范围变化具有鲁棒性。本文用这一方法,以C^(?)规范为准则,对某型歼击机的纵向控制增稳系统进行了设计,得到了性能优良、鲁棒性强的飞机控制系统。

微电网多目标优化运行研究

微网是解决国家电力系统问题的重要辅助手段之一。为协调微源、储能单元、电网、和负荷之间的能量平衡和流动,同时实现微网运行的经济调度、环境保护、可靠供电等要求,需要提出可行的能量管理策略。首先从经济、环境、电能质量、供电可靠性等方面提出目标函数,然后列出约束条件,最后介绍优化算法并进行分析比较。