一种改进的量子遗传模拟退火算法及其在神经网络智能故障诊断中的应用

分析了模拟退火算法、遗传算法与普通量子遗传算法的优缺点,针对实数编码双链量子遗传算法的种群多样性和收敛快速性,将其与模拟退火算法相结合,在模拟天体宇宙演变的基础之上,提出实数编码双链量子遗传模拟退火算法,并用之改进BP神经网络的初始权值与阈值,并将改进后的BP神经网络运用于智能故障诊断中。仿真结果表明,该算法效果良好。

基于量子遗传模拟退火算法的认知无线电频谱分配方法研究

无线频谱资源的紧张与无线通信应用的激增之间的矛盾越来越突出,认知无线电作为缓解频谱资源紧张的重要途径,其对应的频谱分配方法一直是研究的热点。量子遗传模拟退火算法是将量子遗传算法的多点并行性搜索及模拟退火算法所具有的较强的单点串行搜索能力相融合,模拟退火算法作为一个算子引入到量子遗传算法中能够克服量子遗传算法易产生的"早熟收敛"问题,实现两种算法的优劣互补,该算法在求解优化问题时具有更强的搜索能力和效率,并获得较高质量的最优解。本文将量子遗传模拟退火算法应用于认知无线电频谱分配问题中,采用非合作博弈论模型,研究了多用户竞争多信道的频谱分配方法,通过与已有的基于量子遗传算法的频谱分配性能进行仿真比对,验证了该思路的可行性及优势。

基于模拟退火量子遗传算法的焊接机器人轨迹规划

针对焊接机器人在焊接过程中经常出现的轨迹规划问题,以六自由度机械臂PUMA 560为研究对象,采用笛卡尔空间规划轨迹,并利用混合算法,以关节惯性力矩变化量最小为优化目标,对不同末端位置的各个关节惯性力矩进行优化,从而消除了机械臂焊接过程中的运行不稳定、关节运动不平稳等问题。克服了模拟退火算法收敛速度慢及量子遗传算法局部寻优能力差等问题,成功规划出机械臂关节惯性力矩最优轨迹。MATLAB仿真结果表明,模拟退火量子遗传算法收敛时间相比传统遗传算法缩短30.56%,并且优化了关节惯性力矩,验证了该算法的可行性,可为后续研究奠定基础。

基于改进模拟退火遗传算法的高速公路服务区自洽能源系统高能效优化

针对高速公路自洽能源系统高能效优化的问题,基于改进模拟退火遗传算法(SA-GA),提出了一种综合考虑经济目标和环保目标的自洽能源系统高能效优化运行策略。首先根据高速公路服务区自洽能源系统中各电力单元特性,建立一种综合考虑系统经济性和环保性的能效目标函数;其次根据高速公路服务区自洽能源系统的分类,建立了不同类型系统对应的约束条件;为避免遗传算法易陷入局部最优的缺陷,引入模拟退火算法,对改进后的SA-GA算法采用降温函数,寻找全局最优解;利用新疆某高速公路服务区自洽能源系统发电和负荷数据,并在传统服务区负荷的基础上进一步考虑新能源汽车充电站的影响。测试函数测试结果表明:SA-GA算法在求解速度和稳定性方面有明显提升,改进SA-GA算法对夏季、冬季典型日能效优化的结果,相较于遗传算法,在寻优精度提升约为20.33%。

模拟退火遗传算法在自由曲面数控加工中的实验

在自由曲面的加工中,一直面临着加工时间长的问题,本研究以提高加工效率为目的,通过分析待加工自由曲面的面曲率、残余高度等参数,计算出合理的加工步长和行距,并以此为依据将待加工曲面离散成点云即为刀触点。将刀具路径规划问题转化为求解TSP问题的最优解,为避免遗传算法早熟陷入局部最优解,引入了模拟退火算法进行改进,使用改进后的混合算法进行刀具路径寻优。对优化方法进行了仿真加工、实验加工及测量,结果表明优化方法相比传统方法刀路长度最多减少303.4mm,相对缩短了12.3%,加工效率提升较为明显,并且加工表面也取得了较好的加工效果。

基于改进模拟退火遗传算法的配电网动态故障恢复策略

计及分布式电源出力波动性对故障恢复效果带来的不利影响,提出1种利用光伏出力预测的配电网动态故障恢复方案。故障发生后,首先对动态变化的光伏系统输出功率进行预测,并研究了负荷动态特性;其次,以配电网恢复重要负荷总量最大、故障恢复成本最小和故障停电损失最少为目标函数,构建基于动态树背包模型的最优故障恢复模型,该模型可快速适应配电网拓扑变化情况。采用改进模拟退火遗传算法求解最优故障恢复方案,提高了算法的收敛速度与稳定性。最后,在IEEE69节点系统进行仿真,结果表明所提算法可适应复杂配电网的故障恢复,提高配电网供电可靠性,并降低配电网故障带来的恢复成本与停电损失。

基于遗传-模拟退火算法修正高斯烟羽模型参数

高斯烟羽模型由于受到地形地貌与气象条件等因素的影响,难以准确反映大气的实际扩散过程。为解决上述问题,首先在经验参数作为先验值的基础上,通过遗传算法对实际观测数据进行参数反演修正,根据观测结果调整模型参数,提高模型的准确性;然后,为进一步优化参数修正结果,引入模拟退火算法,通过随机搜索和逐步降温的策略来跳出遗传算法可能陷入的局部最优解,进一步改善模型的性能。为了评估修正效果,建立一个基于权重的模型值与观测值之间差异的适应度函数,通过比较修正前后的误差率来判断参数修正对高斯烟羽模型的影响程度。仿真实验的结果表明,所提出的遗传-模拟退火算法模型能够有效地修正高斯烟羽模型中的扩散参数,修正后的模型在预测污染物浓度方面的误差率下降了89.40%。所提模型可为环境保护和污染防治提供重要的理论支撑和决策依据,具有较大的应用潜力。

基于改进离散模拟退火遗传算法的雷达网协同干扰资源分配模型

针对分布式干扰机掩护目标突防雷达网背景下的干扰资源分配问题,提出了一种引入随机密钥的改进离散模拟退火遗传算法(improved discrete simulated annealing genetic algorithm,IDSA-GA)对资源分配过程进行优化。基于雷达网融合检测概率构建干扰效果评估函数,利用IDSA-GA对函数寻优求解。IDSA-GA在模拟退火遗传算法(simulated annealing genetic algorithm,SA-GA)的基础上引入随机密钥,完成算法的离散化;并在迭代的过程中增加记忆功能,克服了过早收敛的现象。仿真结果表明,与GA相比,提出的IDSA-GA收敛迅速,寻优能力强,能有效解决干扰资源优化分配问题。

基于改进模拟退火遗传算法的路径规划问题研究

为了解决复杂环境中的路径规划问题,通过引入并改进模拟退火算法与遗传算法相结合的混合优化策略,以克服传统路径规划算法在全局搜索能力、收敛速度及避免局部最优解方面的局限性,提出了一种基于改进模拟退火遗传算法的路径规划方法。在遗传算法框架内,通过编码方式表示路径,并利用选择、交叉和变异等遗传操作生成新的路径种群。为增强全局搜索能力和跳出局部最优解的能力,引入了模拟退火机制,在遗传算法的交叉和变异操作中融入模拟退火的概率接受准则,允许以一定概率接受较差的解,从而增加种群的多样性。研究过程中,首先设计并实现了改进的模拟退火遗传算法,并设置了对比实验,包括单独使用遗传算法、模拟退火算法以及模拟退火遗传算法进行对比分析。实验结果表明,与单独使用遗传算法和模拟退火算法相比,改进模拟退火遗传算法在复杂环境中的路径规划问题上展现出了显著的优势,有效提升了算法的全局搜索能力、最优解准确度和收敛速度,同时增强了算法对复杂环境的适应能力。

量子原胞自动机遗传模拟退火算法改进研究

针对量子原胞自动机遗传模拟退火算法仿真大型电路的效率低的不足,提出一种可以减小问题规模的局部遗传模拟退火算法。理论验证了可定态细胞的定态规则,对可定态细胞进行定义;采用定态规则计算可定态细胞极化状态与遗传模拟退火方法计算不可定态细胞极化状态相结合,从而有效地减小了问题的规模。通过仿真验证了基于定态规则的遗传模拟退火方法相比单纯遗传模拟退火方法更具优越性,不但加快了量子原胞自动机仿真的收敛速度而且提高了仿真的精确度。

结合模拟退火算法与遗传算法的动态协同路径规划研究

船舶的动态协同路径规划是船舶安全航行的重要保证。本文对多船舶交汇且航线上存在障碍物情况下的船舶动态路径规划进行研究,对动态协同路径规划进行数学描述,使用模拟退火算法、遗传算法对静态路径规划进行仿真,并对仿真结果进行对比和分析。提出多船交汇的协同策略,以两船交汇动态协同路径规划为例进行仿真研究。结果表明,2种算法均可实现船舶路径规划,在多船交汇时船舶能够按照规划的路线主动转向,并最终实现安全航行。

明长城动态修复的遗传模拟退火算法

明长城辽宁段修复调度可采用遗传模拟退火算法来解决。样本数据开发针对明长城辽宁段的修复,综合考虑构造遗传模拟退火算法的适应度函数,其前提是明长城成本和明长城辽宁段修复等因素的初始化和操作,从而合成明长城辽宁段调度表。经过对明长城辽宁段修复的实践验证,这是一种行之有效的办法。

基于模拟退火算法改进的遗传算法的金属铣削参数优化

为提高金属铣削质量,提出一种基于利用模拟退火算法改进的遗传算法的金属铣削参数优化方法。方法确定了金属铣削待优化参数为切削速度、轴向切深、径向切宽、每齿进给量,构建了以毛刺尺寸最低,铣削力最低,材料去除率最高,粗糙度最低的多目标优化模型,最后采用添加扰动的模拟退火算法改进的遗传算法,对多目标优化模型进行求解,实现了金属铣削参数优化。仿真结果表明,所提方法实现了金属铣削参数优化,铣削得到的TC4金属材料毛刺尺寸为20.07μm,铣削力在x、y、z轴方向分别为0.033, 0.028, 0.017 N,表面粗糙度为0.055μm,材料去除率为6.22 mm^(3)/min;相较于遗传算法、蚁群算法、粒子群优化算法、模拟退火算法,可提高金属铣削质量,降低铣削得到金属毛刺尺寸、铣削力、表面粗糙度,提升材料去除率。

基于遗传和模拟退火算法的电动汽车充电调度策略研究

针对大规模电动汽车无序充电过程中存在充电成本高、车主满意度低和充电桩利用率不均衡等问题,首先,以停车场运营商的利润和车主满意度最大化为目标,构建充电调度模型;其次,设计一种将遗传和模拟退火算法相结合的遗传模拟退火算法对模型进行求解;最后,将遗传模拟退火算法与无序充电调度策略和其他元启发式算法进行实验数值对比,验证所提算法的寻优性能,为新能源电动汽车的进一步推广提供有力依据。

基于模拟退火算法与量子遗传算法的图像匹配研究

针对传统的基于先验模板或者个性特征的图像匹配算法存在的计算复杂、实时性较差、早熟收敛、全局最优缺失等问题,提出了一种基于模拟退火算法与量子遗传算法的图像匹配混合算法,可以克服模拟退火算法的收敛速度慢与量子遗传算法的局部搜寻能力弱等单一算法的固有劣势,实现全局最优,具有匹配精度高、抗干扰性强、并行搜索效率高等优势。在Matlab2015b环境下开发了验证环境并对算法进行了实际验证,结果表明该算法可以在较短的时间内有效匹配目标图像,实时性、准确率和稳定性较高,收敛速度、并行搜索效率等核心参数满足设计需求。

融合模拟退火参数的自适应遗传算法求解柔性作业车间调度问题

柔性作业车间调度问题是NP难问题,一般使用最大完工时间最短的评价指标来衡量加工顺序和机器选择的优劣,最短的完工时间意味着最快的生产速度。为了减小计算量并快速找到车间调度的最优解,提出了融合模拟退火参数的自适应遗传算法,详述了该算法的关键过程,并通过数据集的仿真实验验证了该算法的有效性。

基于遗传-模拟退火算法的物联网链路负载均衡控制优化

研究针对物联网(IoT)系统中链路负载均衡控制问题,提出了一种基于遗传-模拟退火算法的优化方法。物联网系统中的传感器节点和数据传输链路庞大且动态变化,而不均衡的链路负载会影响系统的性能和稳定性。研究考虑了遗传算法优秀的全局搜索功能与模拟退火算法细致的局部搜索功能,使用遗传-模拟退火算法实现了对链路负载的动态调整和优化。通过实验验证,发现遗传-模拟退火算法方法相比改进蝙蝠方法和改进遗传算法,在负载均衡度方面表现更好,能够显著提高物联网系统的性能和能源利用率。

基于模拟退火机制的多种群并行遗传算法

模拟退火和多种群并行遗传进化是两种较好的改进遗传算法性能的方法 .将这两种思想有机地结合起来 ,提出了一种基于模拟退火机制的多种群并行遗传算法 .仿真结果表明 ,该算法不仅能增强算法的全局收敛性 ,还能加快遗传进化速度 ,得到满意的全局最优值 .

基于遗传模拟退火算法的大件公路运输路径选择优化

针对大件公路运输路径选择优化难题,以最小化运输成本为目标,在考虑带配送时间窗、客户服务时限、车辆超载惩罚、车辆载重限制、车辆容积限制的基础上,构建了大件公路运输路径选择优化模型,并提出改进遗传模拟退火算法对此类问题进行优化。该算法首先基于满足车辆容积和承载量的两层编码方式产生多个初始种群,然后各种群之间通过相互竞争实现优秀个体的迁移共享,最终搜索到最优解。最后,通过实例仿真验证了该算法解决此类特殊运输问题的有效性,并通过与其他算法进行比较,证明了该算法的先进性,为大件公路运输路径选择问题提供了新的解决思路。

基于遗传算法和模拟退火算法的布局问题研究

文章在介绍遗传算法和模拟退火算法的基本理论及主要特点的基础上,提出了一个基于遗传算法和模拟退火算法的求解布局问题(矩形件排样优化)算法,并通过算例验证了该算法的有效性。