基于类圆映射的高维多目标可视化方法

可视化技术有利于对高维多目标优化问题求解所得的解集进行评价与分析,但是现有的高维多目标可视化方法无法有效保持解集的 Pareto支配关系、前沿密度分布及形状。针对以上问题,本文提出类圆映射可视化方法.首先将多目标按相关性均匀排列在单位圆圆弧上,根据适应度函数值将解集映射为类圆空间内的一个多边形,并通过多边形的几何中心和面积对解集进行 3维可视化.在此基础上对类圆支配与均衡性进行了定义,并对类圆映射下的支配关系、映射遮挡等进行了理论分析与证明.与平行坐标系、主成分分析方法和径向可视化方法相比表明,本文方法能保持解集 Pareto支配关系,并能反映解集在原始空间的密度分布和形状。此外,还能有效避免解集映射点遮档.其有利于决策者进行可视化评价和选择高维多目标解集.

基于类圆映射的多目标粒子群优化算法

针对多目标优化求解的问题,提出一种基于类圆映射的多目标粒子群优化算法(qMOPSO)。首先,利用类圆映射技术将高维空间的解集映射到二维坐标平面,监控粒子种群的进化状态。其次,为了兼顾种群的收敛性和分布性,采用类圆占优和类圆扇块距离的概念设计了新的档案集管理策略。另外,根据种群分布熵变化情况,选择全局最优粒子,指导种群进化方向。最后,基于换维思想和淘汰机制,采用一种新的综合管理策略,提高种群寻优性能。所提算法采用三类测试函数和五种对比算法进行了对比实验。仿真实验证明,该方法是正确、有效的。

利用类圆映射优化PCA算法的高维多目标可视化方法研究

为避免现有的高维多目标可视化方法无法有效保持解集的Pareto支配关系和前沿密度分布关系,在基于主成分分析法基础上引入类圆决策空间算法,将多目标按相关性排列在单位圆圆弧上,然后根据适应度函数值将解集映射为类圆空间内的一个多边形,通过映射多边形的几何中心和面积对多目标优化问题解集进行构建,最终利用BASes以及拓展函数进行对比实验。实验结果表明类圆映射可视化法在保留原始解集Pareto支配关系和密度分配关系基础上,还能够有效反应解集Pareto前沿密度分布。

基于维度扩展和重排的类圆映射可视化聚类方法

现有的径向布局可视化方法无法有效捕获高维数据的非线性结构。因此,文中提出基于维度扩展和重排的类圆映射可视化聚类方法。利用近邻传播聚类算法和多目标聚类可视化评价指标对高维数据进行维度扩展,然后对扩展后的高维数据进行维度相关性重排,最后利用类圆映射机制降维至二维可视化空间,实现高维数据有效可视化聚类。实验表明,文中提出的维度扩展和重排策略能有效提高类圆映射可视化方法聚类效果,其中的维度扩展策略也能显著提高其它径向布局可视化方法聚类效果,泛化性能较好。此外,相比同类方法,文中方法在可视化聚类准确度、拓扑保持、Dunn指数及效果上优势明显。

GH4169晶粒尺寸的类圆映射超声评价方法

GH4169组织结构复杂,使用单一超声参数难以对其进行准确评价,而多超声参数评价方法存在参数集难以合理选择的问题。利用类圆映射提出一种新的全参数超声评价方法,将全部超声参数投影至二维圆内空间,构建投影多边形并提取具有全局超声信息的二阶特征;进而与晶粒尺寸进行高阶多项式拟合,将评价问题转化为以拟合误差最小为目标、类圆映射参数为设计变量的优化问题;最后利用狼群优化算法求解并获得最终的全参数超声评价模型。实验结果表明,相比其他超声评价方法,新方法具有精度高、鲁棒性好等特点。

一种改进的液压伺服预测控制系统

针对常规液压伺服系统的非线性、时滞等问题,提出一种基于多目标粒子群和类圆映射的液压伺服非线性预测控制系统(QCMPSO-NPC)。利用类圆映射技术将高维目标空间映射到二维坐标平面,监控粒子种群的进化状态。为平衡档案集的收敛性和多样性,采用面积支配和扇块距离管理档案集,并且根据种群进化状态自适应选择全局最优粒子。将改进算法应用到液压伺服系统中,系统可以准确追踪设定值。仿真实验结果表明:采用QCMPSO-NPC算法保证了解集的收敛性和多样性,输出响应最快,误差最小,位置跟踪性能优于PSO-NPC算法和GPC算法,验证了基于QCMPSO-NPC算法液压伺服控制系统的有效性和可行性。

面向高温合金晶粒结构的螺旋可视化评价方法

在高温合金晶粒结构的评价过程中,多采用以晶粒尺寸或晶粒度为主的单一特征,无法获得准确、直观的评价结果。针对这一问题,提出一种面向高温合金晶粒结构可靠性的螺旋可视化评价方法。同时考虑晶粒尺寸、长短轴比、圆度等多个晶粒结构特征,并通过类圆映射将多个特征降维映射至二维圆内空间。以最小化映射点与螺旋线之间的距离为目标函数,使用樽海鞘群优化算法求解螺旋线与类圆映射的待定系数,进而构建费马螺旋可靠性评价模型。螺旋可视化方法可以通过映射点与螺旋线之间的距离对晶粒结构的可靠性进行评价。以镍基高温合金GH4169为评价对象,结果证明:螺旋可视化评价方法能够直观地表征晶粒结构的可靠性,映射点与螺旋线的距离与可靠性成反比,即距离越小,可靠性越高。