基于改进灰狼优化算法的地面目标最优瞄准点选择方法

针对导弹打击地面目标时的瞄准点优选问题,提出了一种利用改进灰狼优化算法(improved grey wolf op timization,IGWO)选取最优瞄准点的瞄准点选择方法。该算法基于维度学习的狩猎搜索策略(dimension learning-based hunting,DLH),为每个瞄准点构建相邻的瞄准点集合,集合中的瞄准点可以互相共享信息,增强局部搜索和全局搜索之间的平衡,并保持多样性。在仿真实验中,将毁伤评估模型的评估函数作为瞄准点选取好坏的评估函数,并且设计导弹打击地面目标的实例对瞄准点选择方法进行验证,实验结果表明,该方法求得的瞄准点具有较高的可信度,为火力筹划中瞄准点的寻优提供了新方法。

基于改进灰狼算法的配电网多目标优化调度

含新能源的配电网多目标优化调度作为智能电网优化的重要组成部分,对实现“双碳”目标具有重要意义。针对含新能源的配电网多目标优化调度,建立含新能源的配电网优化调度模型,利用改进多目标灰狼算法对其进行求解,实现配电网在运行成本和环境成本最小模式下运行。算例结果证明了所提模型的正确性,并验证了改进灰狼算法的优越性能。

基于改进灰狼算法的并网型微电网容量优化研究

为了合理配置并网型微电网中各分布式电源的容量,降低微电网的经济成本,对并网型微电网的容量优化配置方法进行了研究。首先,建立了并网型微电网中各单元的数学模型,并提出了微电网的运行策略;其次,综合考虑系统的年均投资成本、年运行维护成本、置换成本、年停电补偿费、年购电费用、年运行收益和设备报废回收效益等因素建立目标函数,并结合微电网的功率平衡约束、设备的运行约束及与主网的交换功率约束来构建并网型微电网的容量优化配置模型;再次,采用改进的灰狼算法对优化模型进行求解;最后,通过仿真分析验证了所提出模型的有效性。

基于改进灰狼算法的热电联供系统负荷优化分配策略研究

为了研究热电联供系统中机组的热电负荷优化分配策略,针对传统灰狼优化算法中繁琐的更新机制导致的时效性差等问题,提出了一种改进的多目标灰狼优化(MOGGWO)算法,直接利用前三等级狼的位置和高斯采样完成进化过程,最后将该算法应用于某600 MW双机热电联供系统的多目标热电负荷优化分配中。结果表明:MOGGWO算法能极大缩短负荷分配的求解时间,且在多目标优化下提升系统经济性的同时其可再生能源消纳能力将会减弱,应根据现场实际情况权衡,进而选择热电负荷最优分配策略。

基于改进灰狼算法的船舶数学模型参数辨识

为了解决船舶操纵性指数计算复杂以及辨识参数泛化性较低问题,本文利用改进灰狼算法对辨识参数进一步优化。基于大型油轮运动数据以及一阶、二阶线性响应型数学模型,利用支持向量回归得到辨识参数的参考值。当参考值泛化性较低或者不准确时,利用改进灰狼算法实现辨识参数的范围内寻优,并将所得的辨识结果与基于遗忘因子的递推最小二乘的辨识结果对比。研究表明:利用改进灰狼算法优化后得到的辨识参数结果精度较高并且具有一定的泛化性。改进灰狼算法具有较强的搜索能力,同时可以对其他算法得到的不准确的参数进一步优化,使得参数辨识值更为准确。

基于改进多目标灰狼算法的装配线平衡与预防维护集成优化

在传统的装配线运行管理中,装配线平衡和设备预防维护是完全分离的两部分,造成了生产的巨大损失和维护的极大不便。面向正常工作的节拍最小化和给定预防维护情形下的节拍最小化及生产调整最小化3个目标,构建装配线平衡与工位预防维护的集成优化模型,以期制定出能提供设备维护契机、保证维护时生产连续性的多套分配方案。提出了面向多目标优化的改进灰狼算法,其中基于集成问题的离散特征,设计了基于随机键的编码和解码方法;融合Pareto层级构造和拥挤距离,提出了狼群等级划分方法和更新机制,以保留并更好地探索近优解;引入了交叉算子,以提高算法在每个案例中的分布性。实验结果表明改进后灰狼算法的收敛性、分布性较好,所获得非支配解集更逼近Pareto最优前沿,且平衡与维护的有效集成可显著降低生产成本。

多目标U型顺序相依装配线平衡问题的改进NSGA-Ⅲ

在产品装配时无先后关系约束的作业之间可能存在装配干扰,使作业时间依赖于装配顺序,导致产品装配时间增加,从而影响装配线的平衡。为此,考虑装配过程中作业间的相互干扰,以工位开启数量、空闲时间均衡指标、总装配时间和装配成本为目标,构建多目标U型顺序相依装配线平衡优化模型,并提出一种改进第三代非支配排序遗传算法(Non-dominated Sorting Genetic Algorithm-Ⅲ,NSGA-Ⅲ)进行求解。所提算法引入了变邻域搜索算法的局部搜索特性以平衡算法的探索与开发关系;设计了基于问题约束下的编码、解码、种群更新和选择操作。最后,通过算例测试和实例分析验证算法的高效性。

双目标可重入混合流水车间调度问题的离散灰狼优化算法

可重入混合流水车间调度问题普遍存在于许多高科技制造产业中,如半导体晶圆制造和TFT-LCD面板生产过程等,但目前关于可重入调度问题的相关研究还比较少。本文设计了一种改进多目标灰狼优化算法(IMOGWO)解决最小化最大完工时间和总拖期时间最小的可重入混合流水车间调度问题,针对该问题特点对基本灰狼优化算法进行了一系列改进操作。通过对小规模测试问题基准算例的数值实验,验证了所设计的IMOGWO算法求解该调度问题的有效性。实验结果表明IMOGWO算法在非劣解的收敛性和支配性方面显著优于已有的NSGA-II和MOGWO算法,在解的分布性指标方面IMOGWO稍微优于其他两种算法。

多目标的拆卸线平衡问题优化研究

拆卸是废旧产品回收利用的重要途径,根据产品拆卸线的特点,构建拆卸线平衡问题的多目标关系。针对求解拆卸线平衡问题所遇到的求解结果单一、无法满足平衡诸多目标等问题,以均衡工作站负载且引入操作安全性、任务拆卸方向和任务需求为优化目标建立数学模型,在此基础上,提出一种基于遗传改进的多目标灰狼算法进行求解计算。基于废旧电冰箱拆卸案例对比验证算法的效果与性能,并将其应用于再制造企业某废旧电视机拆卸实例中。以Plant Simulation 15.0仿真软件为平台,运用仿真技术对所得理论方案分析与优化,通过在重要工位上建立缓冲区来解决实际拆卸过程中所存在的工位堵塞问题。结果表明该算法的收敛性较好,所获得非支配解集更逼近Pareto最优前沿,得出多个合理拆卸方案,为决策者选择拆卸方案提供了依据,且改善后的工位产能也提升了3.23%。

水平型制造协作联盟订单分配多目标优化模型研究

针对水平型制造协作联盟的订单分配问题,引入了生产负荷参数,建立了最小化综合成本与生产负荷均衡的多目标优化模型。应用改进的非支配排序遗传算法对多目标优化模型进行求解,获得了Pareto最优解集。仿真计算结果表明,所提出的模型和算法能够获得满意的解。

独立型微电网多目标优化配置

独立型微电网作为海岛和偏远地区用电问题的有效方案得到广泛关注,而微电网优化配置是微电网规划设计阶段需要解决的首要问题.将微电网等年值成本作为经济性指标以及新能源渗透率作为环保性指标,以供电经济性和环保性为优化目标,建立含风力、光伏、柴发和储能的独立型微电网多目标优化配置模型.分别采用非劣排序遗传算法(NSGA-II)和最大模糊满意度法进行多目标求解,寻求微电网分布式电源容量最优配置.算例表明多目标遗传算法可求得Pareto解集,而最大模糊满意度法通过模糊转化求得唯一最优解,证明所提方法有效,为独立型微电网优化设计提供必要的依据.

基于改进型多目标模糊优选的作战油料保障决策研究

决策量化分析是作战油料保障决策优化的重要手段.对作战油料保障中油料保障部队选派和保障方式的决策问题进行分析,并运用改进型多目标模糊优选决策模型对该问题建模,针对战场情况,根据所获得的战场信息,讨论了权重信息模糊情况下的决策优化,采用该方法建模有效的将油料保障部队分派与油料方式的选择有机结合起来,提高了战场上决策的效率与连贯性.通过实例应用,该方法有助于提高作战油料保障决策的科学性、连贯性.

采煤机滚筒工作性能优化研究

在实际生产中,截割破碎过程是多作用耦合的结果,离散元法(DEM)与多体动力学(MBD)双向耦合技术可实现煤机设备与煤壁的信息交互,符合实际生产情况,具有较大的优越性。为提高采煤机滚筒的工作性能,基于DEM−MBD双向耦合机理,结合力学性能试验和模拟试验得到实际工况参数,采用仿真软件EDEM和RecurDyn建立了采煤机滚筒截割煤壁的双向耦合模型,对仿真过程中滚筒所受的转矩和截割力进行分析,证明耦合效果和截割效果较好。设计了单因素试验和正交试验,分析了滚筒运行参数对工作性能的影响规律,并利用SPSS软件得到滚筒转速、截割深度、牵引速度对截割比能耗、装煤率、载荷波动系数的影响程度,通过现场试验验证了模型的可行性。构建了以滚筒转速、截割深度、牵引速度为决策变量,以截割比能耗、装煤率和载荷波动系数为目标的多目标优化模型,利用改进多目标灰狼(MOGWO)算法和优劣解距离法(TOPSIS)对模型进行求解,得出当滚筒转速为31.12 r/min、截割深度为639.4 mm、牵引速度为5.58 m/min时,采煤机滚筒的工作性能最优,此时截割比能耗为0.4677 kW·h/^(3),装煤率为43.01%,载荷波动系数为0.3278。

基于POE模型的工业机器人运动学参数二次辨识方法研究

针对工业机器人在高度制造领域精度不高的问题,本文提出了一种基于POE模型的工业机器人运动学参数二次辨识方法。阐述了基于指数积(Product of exponential, POE)模型的运动学误差模型构建方法,并建立基于POE误差模型的适应度函数;为实现高精度的参数辨识,提出了一种二次辨识方法,先利用改进灰狼优化算法(Improved grey wolf optimizer, IGWO)实现运动学参数误差的粗辨识,初步将Staubli TX60型机器人的平均位置误差和平均姿态误差分别从(0.648 mm, 0.212°)降低为(0.457 mm, 0.166°);为进一步提高机器人的精度性能,再通过LM(Levenberg-Marquard)算法进行参数误差的精辨识,最终将Staubli TX60型机器人平均位置误差和平均姿态误差进一步降低为(0.237 mm, 0.063°),机器人平均位置误差和平均姿态误差分别降低63.4%和70.2%。为了验证上述二次辨识方法的稳定性,随机选取5组辨识数据集和验证数据集进行POE误差模型的参数误差辨识,结果表明提出的二次辨识方法能够稳定、精确地辨识工业机器人运动学参数误差。

突发自然灾害下的两阶段多目标应急物资中心选址问题研究

针对突发灾害情况下需求不确定的选址问题,构建最小化经济成本和最大化满意度的应急物资中心选址模型。首先,将选址问题划分为初期和后期的两阶段问题;其次,对物资需求量进行模糊需求预测,并使用可信性模糊机会约束规划将其转化为确定型约束;最后,设计改进灰狼优化(Improved Grey Wolf Optimization,IGWO)算法求解问题。IGWO算法采用佳点集初始化种群,对收敛因子进行余弦规律的非线性变化,并在粒子群优化(Particle Swarm Optimization,PSO)算法个体记忆的启发下,设计个体位置更新公式。在用10个标准函数验证IGWO有效性的基础上,通过湖北省新型冠状病毒应急物资中心选址案例分析,表明IGWO算法能有效求解多目标选址问题,在提高满意度的基础上降低经济成本,且多阶段模型在平衡满意度和经济成本方面结果更优。

基于改进BBO算法和模糊期望效果的反导武器目标分配建模与实现

针对现有反导武器目标分配(weapon target allocation,WTA)由于忽略射击有利度和目标意图价值的不确定特征,而造成目标错分、漏分的问题,引入模糊期望理论,构建基于模糊期望效果的最大化费效比反导WTA模型。针对模型特点,提出基于改进型生物地理优化(improved biogeography-based optimization,IBBO)算法。该算法采用基于整数的矩阵编码方式,通过余弦动态自适应策略改进迁移操作。同时,引入共生生物搜索(symbiotic organisms search,SOS)算法中相互作用思想,设计基于共生策略的变异操作。此外,在IBBO算法基础上结合模糊模拟形成混合智能算法,对模型进行求解。仿真实例表明,所提算法较好地协调了集约化和多样化的能力,提升了求解的精度与效率,满足不确定环境下反导辅助决策对求解精度和时效性的要求。

基于改进灰狼算法的梯级电站中长期优化调度

为解决梯级电站中长期优化调度中非线性离散决策困难的问题,结合灰狼算法良好的局部寻优特性,建立了约束破坏度最小与发电量最大的双目标模型,前者作为种群迭代的全局目标,后者作为个体优化的局部目标,引入“当前搜索解的空间识别”机制,促进非可行解向可行解的过渡。通过闽江流域金溪梯级水库实例研究表明,相比于传统智能算法,改进灰狼算法在保障搜索全局性的基础上,可以提升目标的优化效果。

基于改进NSGA-Ⅱ的停机位预分配优化

随着民航运输业的发展,航班密度不断增加,大型机场的近机位资源紧张问题日益突出,降低了航班保障效率。为了探索大型枢纽机场停机位预分配问题综合有效的解决方法,从航空公司、机场和旅客的实际情况出发,建立多目标停机位分配优化模型,并设计了改进的带精英策略的非支配排序遗传算法(Non-dominated sorting genetic algorithms-Ⅱ,NSGA-Ⅱ)对模型进行求解,得到一组Pareto前沿解。。在交叉和变异操作阶段,对种群个体以指数形式自适应地调整交叉率和变异率,以此提高算法的收敛速度和优良解的多样性。实例验证结果表明,该模型和改进算法相较于人工分配和传统NSGA-Ⅱ算法对停机位指派的优化结果更为突出,尤其在靠桥率和被使用的停机位数量方面;同时利用性能评价指标对比两种算法,发现改进型NSGA-Ⅱ算法更适合停机位预分配问题的求解。

不确定工人体能消耗的多目标U型拆卸线平衡问题

鉴于工人的体能消耗不但影响拆卸线生产效率,而且因其自身状态、熟练程度和操作习惯等存在不确定性,基于三角模糊数首次提出不确定工人体能消耗的U型拆卸线平衡问题,并建立以最小化工作站数量、空闲时间均衡指标和工人体能消耗指标为优化目标的数学模型。提出一种改进磷虾算法,结合模型问题特征设计磷虾附近个体感应、磷虾觅食和磷虾扩散3个操作,并设计了一种反向学习机制以增强算法的全局搜索能力。运用Pareto思想和拥挤距离机制筛选获得多个非劣解。通过求解19个基准算例并与现有文献的求解结果对比,验证了所提算法的优越性。最后,将所建模型和所提算法应用于拆卸电脑显示器的实际案例,通过对比验证了模型的实用性和改进磷虾的优越性。

基于小样本数据驱动的弹壳打凹—平底成形工艺参数优化决策方法

针对某外贸款弹壳在调试生产中加工质量差和模具寿命短的问题,提出一种基于小样本数据驱动的弹壳打凹-平底成形工艺参数多目标优化与决策方法。首先,利用中心复合试验法设计试验,将各试验方案代入有限元模型中进行数值模拟,以仿真结果为基础采用随机森林算法建立弹壳打凹-平底成形工艺参数与打凹下冲头最大等效应力、平底上冲头最大等效应力和平底成形后弹壳内圆角的多目标优化模型。其次,应用改进多目标灰狼优化算法对多目标优化模型进行寻优并获得非劣解集,采用主客观综合熵权-优劣解距离法评价决策出最优工艺参数组合。最后,采用该优化工艺参数组合进行数值模拟和工艺试验,结果显示,模拟结果与工艺试验结果吻合,弹壳底部内圆角充填饱满,模具使用寿命得到提高。