非支配排序遗传算法-Ⅱ组合赋权的水体富营养化多维联系云评价

用基于非支配排序遗传算法-Ⅱ组合赋权法的非对称多维联系云模型对24个湖库水体的富营养化程度进行分级评价。结果表明,该方法可综合不同赋权理念的优势,量化权重组合过程的不确定性、不同权重的随机性及其与真实权重的一致性等多重模糊特征,同时能高效准确地寻优求解指标权重,并能适用于多种不同类型水体的评价。扩展的多维联系云也提升了计算效率,集成联系度定量表征了富营养化等级与指标间的多重模糊随机性,实现了对水体富营养状况及其变化趋势的精确评价。

惩罚策略辅助的快速非支配排序遗传算法Ⅱ研究

快速非支配排序遗传算法Ⅱ(NSGA-Ⅱ)是一种典型的多目标优化算法。然而,其采用的锦标赛选择策略存在着重复选择较优个体的缺陷,由此导致产生的后代分布性较差以及算法整体性能下降。为解决锦标赛选择策略的缺陷,提出惩罚策略辅助的锦标赛选择策略。具体而言,在通过惩罚策略辅助的锦标赛选择策略选择交叉个体时,在下一轮中每个被选择个体的优先级自动降低,以此降低较优个体被选中的概率。将基于惩罚策略辅助的锦标赛选择策略融入NSGA-Ⅱ算法,提出了惩罚策略辅助的快速非支配排序遗传算法Ⅱ。在ZDT和DTLZ测试集上与多个算法进行对比,结果表明:所提策略有效地解决了原锦标赛选择策略的缺陷,说明了改进策略的有效性。

基于非支配排序遗传算法的振动主动控制优化方法

非支配排序遗传算法是一种基于Pareto前沿的低计算需求、有精英策略、约束处理简单的多目标优化算法。该算法能够搜索到Pareto解集,由专家根据具体要求进行客观的筛选,根据各个目标函数不同的加权进行合理选择最优解,满足了不同研究目的对同一系统的不同要求,这是单目标优化算法不可比拟的。以结构振动系统的结构振动能量和系统控制能量作为多目标优化函数,建立了振动主动控制系统的控制增益以及传感器和作动器位置、数量和长度的多目标优化配置数学模型,首次利用非支配排序遗传算法作为优化策略,并以悬臂梁作为算例,进行了仿真实验,验证了该方法的有效性和可行性。

基于改进的非支配排序遗传算法的无源滤波器设计

工业中的电网谐波不但降低了电能的质量,还可能引起故障甚至事故,因此有必要对电网谐波进行有效地滤除;实际的工程实践中,无源滤波器常被用来滤除该谐波,而其滤波参数的确定是个关键;基于带精英策略的非支配排序遗传算法NSGA-II,文中提出了一种新的无源滤波器的参数优化方法,克服了传统的凭个人经验选择滤波器参数的缺陷。利用NSGA-II对无源滤波器进行参数优化,不仅能节省初始投资,还能更有效地消除谐波干扰;仿真结果证明了该方法的有效性。

基于病毒进化遗传算法的复杂产品设计任务规划

为提高复杂决策环境下产品设计任务规划的科学性,针对设计项目中资源以知识型员工为主的特点,综合考虑项目时间最短、完成质量最高及设计人员负载均衡等问题建立多目标优化的数学模型.在此基础上,为提高横向搜索能力以获得多样性解,提出了基于病毒进化机制的求解算法,其中引入多种群思想以使算法适用于多目标问题,并采用非支配排序保证算法全局搜索能力.最后通过仿真分析对文中算法进行了验证.

基于NSGA-Ⅱ的滑油泵叶轮结构优化设计

滑油泵常需要在高空、低压工况下稳定运转,常会出现供油不足、效率降低等问题。为了得到满足设计要求且具有最佳性能的滑油泵,以某直升机用滑油泵叶轮为研究对象,对其结构进行优化设计。选择高空两个典型工况的效率与扬程作为优化目标,利用NSGA-Ⅱ算法对滑油泵叶轮几何参数进行寻优,对优化前后的滑油泵效率、扬程进行对比分析。采用CFD流体仿真及实验方法对优化结果进行对比验证。结果表明:所选优化参数对滑油泵性能有较大影响,优化后的滑油泵叶片位置附近流动更加平稳,高低压区域过渡平缓,能量损失更小,且降低了汽蚀发生的可能性;优化后的滑油泵设计点扬程提高2.6 m,效率提高2.86%。

基于NSGA-Ⅱ-WPA的综合能源系统多目标优化调度

针对复杂多能流综合能源系统(IES)运行调控难以兼顾经济性与低碳性的问题,提出了结合非支配遗传算法Ⅱ(NSGA-Ⅱ)与狼群算法(WPA)的NSGA-Ⅱ-WPA算法,以实现IES在多目标条件下的优化调度。首先依据IES多能流的系统特性建立具有强耦合关系的运行调度模型,主要包括电能供应子系统、热能供应子系统以及制冷供应子系统;其次,构建IES的多目标运行策略,包括实时电价下的电池储能运行策略、分层能源供应策略以及碳排放权交易策略,以实现多目标因素影响下的IES协同运行控制调度优化模型;最后,提出了基于NSGA-Ⅱ-WPA的多目标优化求解算法,实现对多能流IES的优化调度。通过仿真试验对IES运行成本以及碳排放量进行评估,试验结果证明该算法能切实提高IES的综合能效,并且结果优于一般的NSGA-Ⅱ算法。

求解多目标最小生成树的一种新的遗传算法

在改进的非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)的基础上,提出了一种新的基于生成树边集合编码的繁殖算子求解多目标最小生成树问题的遗传算法。通过快速非支配排序法,降低了算法的计算复杂度,引入保存精英策略,扩大采样空间。实验结果表明:对于多目标最小生成树问题,边集合编码具有较好的遗传性和局部性,而且基于此繁殖算子的遗传算法在求解效率和解的质量方面都优于基于PrimRST的遗传算法。

含储热的热电联产机组经济性与灵活性多目标优化算法

随着可再生能源产能的不断增长,电力系统的灵活性已成为频繁高峰调控影响下必须考虑的一个指标。然而,灵活性与经济效益之间往往相互矛盾,多目标优化可作为协调矛盾的一种手段。因此,文中以带熔融盐储热的抽凝式热电联产机组为研究对象,以灵活性和经济性为优化目标建立日前调度的优化模型。考虑储热系统的爬坡能力、机组出力和热电耦合等约束条件,文中采用改进的二代非支配排序遗传算法(non-dominated sorted genetic algorithm-Ⅱ,NSGA-Ⅱ)对熔融盐储热系统进行优化求解。文中分别以灵活性和经济性2种指标对求解获得的非支配解集合即帕累托(Pareto)前沿进行比较分析,同时对熔融盐储热系统的储、放热特性进行分析。分析结果表明,侧重灵活性时,熔融盐储热须维持较高的储热量,以应对低负荷阶段的供热不足;侧重经济性时,熔融盐储热调节较为频繁,使得机组在较高效率区间运行。

基于NSGA-Ⅱ的盾构机土压力自动控制技术研究

针对传统盾构机土压力控制方法存在的不足,提出一种基于非支配排序遗传算法Ⅱ(Non-dominated Sorting Genetic AlgorithmsⅡ,NSGA-Ⅱ)的多目标优化控制策略。该策略综合考虑了土压力跟踪性能、刀盘扭矩波动等多个目标,通过自适应遗传算法实现了参数的在线优化,同时集成了智能感知、实时调控等功能模块,构建了一个高度智能化的自动控制系统。仿真实验结果表明,所提出的控制策略能够有效提高土压力控制精度、抑制扭矩波动等,为实现盾构施工智能化提供了新的解决方案。

基于NSGA-Ⅱ的柔性作业车间调度优化研究

以H公司柔性作业车间为研究对象,结合调度数据对存在的柔性作业车间调度问题进行优化,构建多目标优化模型并应用非支配排序遗传算法Ⅱ(Non-dominated Sorting Genetic AlgorithmsⅡ,NSGA-Ⅱ)求解。对比分析发现,多目标组合优化后的调度方案在指导生产调度上更具优势。

NSGA-Ⅱ算法的改进策略研究

带精英策略的非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)在多目标优化领域具有广泛的应用,但该算法种群收敛分布不均匀,全局搜索能力较弱,算法运行速度较慢。针对这些局限性提出了改进的排序适应度策略、算术交叉算子策略、按需分层策略和设定阈值选择策略。在典型的测试函数集上的数值实验结果表明,根据这些策略改进的算法得到的非劣解集具有较好的分布性,同时收敛速度更快。

基于响应面模型和NSGA-Ⅱ算法的注塑成型工艺优化

以某安全箱箱体为例,将最大缩痕指数和最大翘曲变形作为优化目标,以模具温度、熔体温度、注射速率、保压压力和保压时间为设计变量,通过正交试验设计及有限元模拟,获取试验样本;基于Isight参数优化软件,建立安全箱箱体注塑成型工艺参数与优化目标之间的响应面近似模型;利用非支配排序遗传算法在响应面模型内自主寻优,获取一组安全箱注塑成型的最优工艺参数;根据数值分析结果设计了注塑模具,按最优工艺参数试模,一次性试模成功。结果表明该方法可快速、有效实现注塑成型工艺优化。

基于改进NSGA-Ⅱ算法的港口堆位分配问题研究

散杂货港口堆位分配问题是一个典型的组合优化问题。在对此问题分析和建模的基础上,采用NSGA-Ⅱ算法进行求解。针对问题搜索空间大、约束条件复杂等特点,对传统NSGA-Ⅱ算法进行了改进,以提高算法的处理效率、收敛性和多样性。应用Java编程语言,融合JESS推理机,进行了改进NSGA-Ⅱ算法的仿真研究。

基于自适应NSGA-Ⅱ算法的配电网多故障抢修优化决策

传统配电网多故障抢修依赖决策人员的主观判断,缺少科学依据,容易出现判断失误,造成抢修资源无法得到合理应用或者不能第一时间恢复供电。为解决该问题,建立了考虑任务分配和抢修顺序的配电网多故障抢修多目标优化模型,设计了自适应参数的非支配排序遗传算法(NSGA)-Ⅱ,得到Pareto前沿后利用基于角度选择的拐点决策算法,在无决策人员参与的情况下能够直接求解出一个相对理想的抢修方案。最后使用Matlab对某镇实际的配电线路进行仿真,仿真分析表明自适应参数的调整策略可以提高种群进化前期的全局搜索能力及进化后期的局部搜索能力,基于角度选择的拐点决策算法可从多个可行方案中直接选择最终的决策方案,减轻决策人员的负担,且适用于实际抢修工作。

基于NSGA-Ⅱ与方案优选的机场航站楼大跨度钢结构多目标优化研究

为优选出机场航站楼大跨度钢结构最佳施工方案,实现施工工期短、成本低和质量高的综合优化目标,文章以非支配排序遗传算法(non-dominated sorting genetic algorithm Ⅱ,NSGA-Ⅱ)与方案优选为基础,结合建筑信息模型(building information modeling,BIM)技术和工作分解结构(work breakdown structure,WBS)技术,构建兼具优化与施工仿真模拟的大跨度钢结构多目标优化体系;以某军民合用机场为例,应用该体系确定该工程航站楼大跨度网架结构安装采用分块安装法,优选出的施工方案较优化前不仅质量水平保持在较高的0.95,而且工期缩短22 d、成本减少57625元,进一步验证了该体系具有很好的可行性与有效性。研究结果可为科学合理地确定大跨度钢结构施工方案提供依据,并有助于提高机场航站楼施工管理水平,为类似工程提供参考。

基于改进NSGA-Ⅱ的考虑自动引导车充电策略的集成调度

针对自动引导车(AGV)在自动化集装箱码头(ACT)执行任务过程中的电量问题,提出基于改进的非支配排序遗传算法-Ⅱ(NSGA-Ⅱ)的考虑AGV充电策略的集成调度。首先,在岸桥、场桥和AGV集成调度模式下,考虑AGV在不同作业状态下的耗电量,并建立以最小化作业完工时间和总耗电量为目标的多目标混合规划模型;其次,为提高传统NSGA-Ⅱ的性能,设计自适应NSGA-Ⅱ,并将所提算法与CPLEX求解器、NSGA-Ⅱ和多目标粒子群优化(MOPSO)算法进行性能对比;最后,设计AGV不同充电策略并对设备数量配比进行实验研究。算法对比实验结果表明:相较于传统NSGA-Ⅱ算法,自适应NSGA-Ⅱ对双目标的优化分别提升了2.8%和2.63%。利用自适应NSGA-Ⅱ进行的充电策略和设备数量配比实验的结果表明:增加AGV充电次数能够减少AGV的充电时间,且调整设备数量配比至3∶3∶9和3∶7∶3时,场桥和AGV的时间利用率分别达到最高。可见,AGV充电策略及设备数量配比对码头多设备集成调度有一定影响。

基于NSGA-Ⅱ和BP算法的横置板簧悬架系统多目标优化

为了匹配汽车簧载质量和悬架刚度,文章建立整车悬架系统振动模型,基于多目标优化理论,以车身加速度均方根值最小、车身侧倾角最小为2个优化目标,将非支配排序遗传算法(non-dominated sorting genetic algorithm-Ⅱ,NSGA-Ⅱ)和反向传播(back propagation,BP)神经网络结合进行多目标优化;根据车辆簧载质量变化和性能偏好,对悬架参数进行匹配,然后对悬架参数进行Sobol敏感度分析,得到各悬架参数对平顺性和操稳性的不同重要程度。仿真结果表明,匹配后的数据对平顺性和操稳性均有较好的优化效果,前阻尼值对平顺性影响最大,后刚度值对操稳性影响最大。

基于改进离散蜉蝣算法的双资源柔性车间可持续调度方法

在目前对柔性车间调度问题所进行的研究中,大多忽略了工件运输时间这一因素,并且也很少对可持续发展的经济、环境和社会3个要素进行综合优化。针对这些问题,提出了一种考虑运输时间的双资源柔性车间调度问题(DRCFJSPT)模型。首先,以完工时间、生产成本、能耗和人体工程学风险为优化目标,构建了柔性车间调度数学模型,并结合多目标模型的特点,设计了一种改进离散蜉蝣算法(IDMA),并对模型进行了求解;然后,采用熵值法评价了帕累托解集,基于三层编码并考虑了运输时间的插入式解码方式,设计了混合初始化方法,离散改进了蜉蝣更新方式;最后,为了验证IDMA求解DRCFJSPT的性能,采用MATLAB,对某机床零件加工企业生产数据进行了实验,并将其结果与采用非支配排序遗传算法(NSGA)-Ⅱ得到的结果进行了对比分析。研究结果表明:改进算法的解集质量和收敛性能均显著优于参考算法,通过改进算法求得最优解的最大完工时间为35.94 h,加工成本为6 003.95元,能耗为2 054.54 kW·h,人体工程学风险值为138.16;该结果可为实际复杂的柔性车间调度环境提供清晰准确的调度方案。

基于NSGA-Ⅱ的车联网边缘计算任务卸载方案

针对如何降低基于车联网边缘计算的时延与能耗,提升移动用户体验的问题,提出了一种在车联网边缘计算架构中基于非支配排序遗传算法Ⅱ(non-dominated sorting genetic algorithm Ⅱ,NSGA-Ⅱ)的任务卸载方案。首先,设计一个面向车联网的边缘计算体系,路侧单元接受来自传输范围内车辆提供的数据信息,再将其传输至移动边缘计算服务器进行处理。然后,基于本地计算与计算卸载分别构建边缘计算的时延与能耗的数学模型。最后,将体系中的能耗和时延作为决策目标,以用户的总成本最小化作为目标函数,设计基于NSGA-II的算法进行多目标函数的优化。实验结果表明,与其他方案相比,所提方案的收敛速度提高了13%左右,总成本降低了30%左右。因此,所提方案更适合用于车联网的场景。