采用多个体交叉的遗传算法求解作业车间问题

为改善目前求解Job-Shop问题中的遗传算法的性能,加快搜索最优调度解的速度,首先分析了目前Job-Shop问题自身的求解难点和遗传算法的特点,并借鉴生物学的依据,提出了多个体交叉的遗传算法。该算法在遗传过程中采用多个体遗传算子,充分利用个体的优良性质,对不可行调度解根据多个体修补原则进行修正,可保证遗传后代的合法性和多样性,能够加快最优调度解的搜索时间。仿真结果充分证明了该算法的有效性。

具有不同通信时延的多个体系统的一致性

针对具有不同通信时延的多个体系统的一致性问题,提出了一种引入自身时延的一致性协议.根据广义Nyquist判据与Gerschgorin圆盘定理,得到了系统渐近收敛一致的充分条件.在多个体系统的有向连接拓扑含有一个全局可达节点的条件下,一致收敛的充分条件仅与个体的自身时延、以及个体与邻居个体的连接权值有关.在提出的协议中,引入自身时延能够加速具有通信时延的多个体系统的收敛速度,而通信时延并不影响系统的收敛,但其可以延长收敛时间.此外,得到了系统最终收敛的一致状态的求解方法.仿真结果证明了结论的正确性.

多个体参与交叉的遗传算法

提出了多个体参与交叉的遗传算法，即采取新的交叉算子使子代个体同时含有多个父代个体的模式．突破了以前遗传算法只有两个个体参与交叉的局限，通过调整参与交叉的父代个体数目和交叉后产生的后代个体数目，实际上提出了遗传算法调试中的两个新参数．通过调整新参数，使得遗传算法可能有更高的计算效率．证明了多个体参与交叉的遗传算法的模式定理．将方差与熵作为描述遗传算法解群多样性的工具．分析了多个体参与交叉的遗传算法对解群方差及熵的影响．

基于分布式控制的多个体系统的循环追踪控制

给出了多个体系统在循环追踪控制率下在达到平衡状态时关于个体运动轨迹的2个结果。针对线性和非线性多个体系统分别进行了讨论,指出在稳定的线性多个体系统的情况下,如果初始位置的摆放保持一定的形状,每个个体将按照一定的轨迹收敛到平衡点;在稳定的非线性多个体系统中,每个个体到达平衡状态之后的运动轨迹也将保持一定的性质。最后通过仿真验证了本文的结果。

多个体网络分布式随机投影无梯度优化算法

研究了有向多个体网络的无梯度优化问题,提出了一种分布式随机投影无梯度优化算法。假定网络的优化目标函数可分解成所有个体的目标函数之和,每个个体仅知其自身的目标函数及其自身的状态约束集。运用无梯度方法解决了因个体目标函数可能非凸而引起的次梯度无法计算问题,并结合随机投影算法解决了约束集未知或约束集投影运算受限的问题。在该算法作用下,所有个体状态几乎必然收敛到优化集内,并且网络目标函数得到最优。

用多个体模型讨论技术扩散中的政府作用

给出了一个简单的包括1个政府和多个厂商的多个体模型,政府行为通过不同参数表现出来。在这些参数的作用下模型的演化结果具有差异,结论表明,政府可以通过适当的更新宣传、足够的资金支持和必要的贸易壁垒在技术扩散的进度方面发挥积极作用,最终保障经济系统的持续发展和健康运行。

多个体模拟——城市设计研究的一种新方法

将多个体模拟方法引入城市设计研究.首先考察了2个以城市为研究对象的多个体模拟系统:在对虚拟数字社区AlphaWorld的分析中发现,交通方式决定下的个体随机行为,由于其不自觉的偏好形成在概率上的相对集中,从而造就了AlphaWorld形态的宏观有序与微观无序,而通过调节施加于个体的参数则可部分控制其形态变化;体外视觉个体系统(EVAS)则被证明可模拟和预测由空间本身决定的复杂人流状况,从而为城市设计提供有效的分析和评价方法.以此为基础,归纳出多个体模拟方法在城市设计的理论研究、设计过程和实施阶段等诸方面的应用前景,并提出,将多个体模拟方法与规划设计自上而下的方法相结合,有效统合各方面因素的多维交互模拟方法,是城市设计研究的重要发展方向.

基于局部一整体反馈控制的多个体系统的稳定性

本文提出了一类基于局部-整体反馈控制的多个体系统稳定性问题的框架.该问题具有以下特点:1)每个个体有自身的动力学演化规律,本文假设他们为带噪声的线性回归离散动态方程;2)每个个体通过优化自身的局部目标函数与其他个体耦合在一起.在此框架下,本文给出了最优的局部一整体反馈控制律,并初步研究了在此控制律作用下系统的参数对闭环系统均方稳定性的影响.

具有通信时延的多个体网络量化一致性分析

文章针对一般的固定拓扑有向非平衡网络,研究了个体间存在通信时延的量化一致性问题。每个个体具有离散一阶动力学模型,且个体间基于对数量化信息交互并存在通信时延。利用相关强非周期马尔科夫(Markov)链的收敛结论,证明了只要通信时延有上界,则提出的量化一致性协议是可接受的,且无论对数量化信息多么粗糙,多个体网络最终依指数速度达成β-加权平均一致性。结果揭示了一致性误差上界对对数量化器扇形边界参数β的依赖关系,并用仿真算例验证了该结果。

复杂多个体时滞网络系统的脉冲一致性

从动力学与控制的角度考虑具有固定与切换拓扑多个体时滞有向网络系统的平均一致性问题.基于时滞动力系统的脉冲控制理论,提出了在通讯时滞环境中两个网络的脉冲一致性协议,并给出了寻求相应平均一致性问题简单而又一般的判据.最显著的特征是提出的第一个一致性协议对于任意的通讯时滞都是有效的,第二个一致性协议能够使得整个网络指数地达到平均一致.所获得结果表明,一致性协议中的脉冲增益在寻求平均一致性问题中具有相当重要的作用.数值模拟进一步验证了理论结果的正确性.

一类异构多个体系统的广义平均一致性分析

针对1阶、2阶个体组成的异构多个体系统难以确定最终收敛值的问题,对离散时间异构多个体系统固定和动态拓扑下的广义平均一致性问题进行了研究。首先,对包含1阶和2阶个体的离散时间异构多个体系统进行了描述,对不同个体采用相应的控制协议,提出了离散时间异构系统广义平均一致性的定义。然后,采用非负矩阵理论和无限矩阵乘积等方法,分别分析得出了离散时间异构系统在固定拓扑和动态拓扑条件下实现广义平均一致性的充分条件。最后,通过仿真对该结论进行了验证。

有向网络下仿射非线性多个体协同动力学系统的整体行为

本文讨论有向通讯网络条件下仿射非线性多个体动力学系统的结构及其整体行为.系统可以分解为独立基本子系统和非独立基本子系统.每个独立基本子系统将趋于自身的一致状态,非独立子系统的个体状态将趋于独立基本子系统一致状态为顶点的凸集内.系统所有个体的状态趋于一致的充分必要条件是存在唯一的独立基本子系统.这一结果涵盖了线性多个体动力学系统此前的研究结果.

具有通信时延的多个体分布式次梯度优化算法

文章研究了存在通信时延情况下的多个体分布式次梯度优化算法。通过系统扩维,将存在通信时延情形的优化问题转化为无时延情形的优化问题,同时所得通信网络对应的邻接矩阵是一个所有主对角元素不必全为正数的随机矩阵,从而弱化了已有文献关于邻接矩阵的若干假定;进而利用不可逆Markov链的相关结论,证明了只要通信时延有上界,则优化算法最终仍然收敛,并发现通信时延会造成较大的迭代误差;最后通过仿真算例验证了文中算法的有效性。

复杂多个体系统领导者—跟随一致性研究

讨论了强连通网络拓扑情况下的领导者—跟随一致性问题,在跟随者的一致性协议中引入了聚合项,运用李亚普诺夫稳定性理论分析了闭环系统的稳定性,研究发现聚合项的引入对多个体系统达到一致具有重要影响,即增大聚合增益能使跟随者快速跟踪上领导者,从而提高系统的跟踪性能。最后给出仿真例子对理论分析进行了验证。

脉冲式事件触发控制的时变多个体系统一致性

针对时变拓扑连接环境下的时变多个体系统的一致性问题,提出基于事件触发的脉冲控制协议。在该协议里对于每个个体,只有当相关状态误差超过阈值时才会更新控制器,同时控制输入将仅在事件触发时刻执行,且个体间不需要持续通信。该协议将大幅节约系统实现一致性的通信和控制成本。使用代数图论、李雅普诺夫稳定性和脉冲微分方程等数学理论分析和推导具有时变特性的多个体系统在事件触发脉冲控制下达到一致性的充分条件,同时理论证明事件触发的时间序列不存在芝诺行为。最后,数值仿真验证了所得到的理论结论的有效性。

多个体系统在空间曲线上的一致性问题

提出了三维空间中的多个体系统在某一确定的光滑空间曲线上的一致性问题。在一定条件下,设计了一个非线性的分散反馈控制协议,使得每一个个体随着时间的推移趋向于该曲线,都沿着曲线的同一个方向运动,并且运动速度趋于一致。最后给出了仿真例子,对理论结果进行了验证。

时延情形下的多个体系统受限一致性研究

针对信息交流会因某些因素导致通信时延的发生,研究了具有通信时延的多个体系统受限一致性问题。假定每个个体具有一阶连续动力学行为,并设计一个带有通信时延的控制协议。但其个体状态受限于一个凸交集,且多个体系统构成的无向网络拓扑是动态切换的。在通信时延固定且有界的前提下,一方面提出的一致性协议可使每个个体的状态最终达成一致,设计合适的Lyapunov-Krasovskii函数可以证明这一结论;另一方面,利用投影算法,将个体状态不在凸集的所有个体投影在某一个凸集(受限集)内,目的是使多个体系统最终的一致性值位于所有个体状态凸受限集的交集。综合以上两方面,就实现了在通信时延情形下的多个体系统受限一致性。

具有噪声与时延的多个体系统的鲁棒一致性

针对一般的有向非平衡网络,研究了当测量噪声与通信时延共存时的单积分多个体系统的鲁棒一致性问题。通过在随机逼近一致性协议中引入时变控制增益来抑制测量噪声,并利用不等式放缩和数学归纳法证明了只要网络中通信时延有上界,多个体系统能够实现均方一致性,最终的一致性值收敛到一个随机变量。最后通过仿真算例验证了所得的结论。

多个体系统在平面圆曲线上的一致性问题

提出了平面上多个体系统在某一确定的光滑曲线上的一致性问题。在一定条件下,设计了一个非线性的分散反馈控制协议,使得每一个个体随着时间的推移趋向于该曲线,都沿着曲线的同一个方向运动,并且运动速度趋于一致。通过一个变换,针对平面圆目标曲线实现了角速度的一致性。最后给出了仿真例子,对理论结果进行了验证。

离散时间高阶不确定线性多个体系统保性能一致性分析

本文研究了存在参数不确定性的离散时间高阶多个体系统保性能一致性问题,给出了一种设计其线性一致性协议的方法.首先,通过模型转换的方法将该问题转换为一组离散时间不确定系统的稳定性问题;然后,构造合适的Lyapunov函数并利用离散时间系统稳定性理论,推导出一个使离散时间高阶不确定多个体系统获得保性能一致的LMI充分条件;接着,以一致性序列的形式给出参数不确定条件下的离散时间高阶多个体系统的一致性收敛结果.最后,参数不确定的对比数值仿真验证了本文理论的正确性和有效性.