求解非线性区间数规划的微免疫优化算法研究

基于区间分析和免疫学原理,探讨非线性区间数规划问题解的概念和性质,以及求解的免疫优化方法和算法的理论基础.首先,基于该问题的最优值区间,给予最优解概念;研究区间值优化问题有效解的性质,探讨区间自然扩张规划与区间数规划的解之间联系,获得有效解是最优解的充分条件以及寻优的有效途径.其次,基于免疫应答的简化机制,设计具有群体规模小、可调参数少、结构简单等特点的非主从结构微免疫优化算法,并获证该算法具有收敛性和低计算复杂度.通过扩展标准测试函数和应用事例,比较性的数值实验结果显示,此算法执行效率高、搜索效果好,对低、偏高维非线性区间数规划具有较好应用潜力.

求解约束非线性区间数规划的改进型免疫优化算法

针对含约束的非线性区间数规划存在约束处理难的问题,提出一种改进型约束免疫优化方法。基于文化基因思想,将最速下降法与免疫算法结合,利用免疫优化算法执行全局搜索;借助最速下降法增强算法的局部搜索能力和确定约束函数的上下界,使算法既具有多样性,又有高的寻优效率。比较性的仿真结果表明:该改进型优化算法在获解的质量、收敛性方面具有明显优势,对约束区间数规划问题有较好应用潜力。

区间非线性路径约束的动态优化问题求解

本文研究路径约束中含有区间参数形式的动态优化问题,提出了一种新的非线性路径约束的确定化描述形式,和采用惩罚函数法的求解算法。对于转化后的极大极小优化命题,论文提出采用Lagrangian多项式加权和的方法得到有限维的确定性优化求解形式。该算法可有效地描述和求解不确定参数动态优化问题。

求解单目标区间数规划的改进型免疫优化算法

针对一种微种群免疫优化算法求解非线性区间数规划存在搜索效果不稳定、优化质量依赖于不确定参数所属区间的宽度等不足,基于免疫应答原理和区间分析,提出一种改进型免疫优化方法。通过引入小生境策略改善种群多样性,避免处理高维或多峰值区间数规划时算法陷入局部搜索;引入精英保留思想增强种群的进化能力,保证种群的收敛性,增强算法的稳定性;借助局部扰动劣质个体,增强全局搜索能力及提高寻优速度,获得可有效搜寻优化对象的最优值区间的快速优化算法。基于多种类型的标准测试问题和应用事例,比较性的数值仿真结果表明:该改进型优化算法在获得解的质量、收敛性方面均具有明显优势,算法稳定性好,对复杂区间数规划问题有较好应用潜力。

区间不确定多目标优化算法在薄板冲压成形中的应用研究

提出一种薄板冲压成形不确定多目标优化方法,该方法将冲压成形中的摩擦因数作为不确定参数,采用区间描述,以厚度不均最小和起皱最小为目标函数,以压边力和拉深筋阻力作为设计变量。基于非线性区间数值规划将不确定多目标优化问题转换为确定的多目标优化问题。采用Kriging近似模型提高优化效率,基于多目标遗传算法和序列二次规划算法的混合优化算法取得Pareto解集。应用算例说明了该算法的有效性。

基于两阶段随机规划方法的灌区水资源优化配置

灌区水资源优化配置的不确定性研究,对于提高水分的利用效率,减少农业灌溉用水,建立节水型社会具有重要的意义,尤其是对于中国的干旱半干旱地区。该文针对灌区水资源系统中存在的不确定性,以西营灌区、清源灌区、永昌灌区为研究区域,运用区间2阶段随机规划的方法,建立了地表水和地下水联合调度的灌区之间水资源优化配置模型。该模型以多灌区、多水源联合调度系统的成本最小为目标函数,引入随机数和区间数表示该系统中存在的不确定性,将地下水和地表水水资源在不同地区之间进行优化,并以配置结果为输入数据,以作物全生育期的水分生产函数为基础,建立灌区不同农作物灌溉定额的非线性区间不确定性水资源优化配置模型,将优化配置水量分配到灌区典型农作物。2个模型均以区间的形式给出优化配置的结果,为决策者提供更为准确的决策空间,更真实地反映实际的水资源优化配置形式。

基于区间法的发动机曲轴不确定性优化研究

该文基于非线性区间数规划方法和区间分析方法,针对某型发动机曲轴的不确定性优化问题进行了研究。载荷中的不确定参数采用区间描述,极限工况下的最大等效应力作为目标函数且通过有限元方法求解。非线性区间数规划方法用以处理不确定目标函数,区间分析方法用以快速求解目标函数在每一个设计矢量下的区间,隔代映射遗传算法作为优化求解器。应用算例说明了该文算法的有效性。

水库灌区水资源优化配置研究

水库灌区在农业发展上有着举足轻重的作用,但随着需水量的不断增大,简单粗放的水资源配置模式已无法满足时代的需求。以某水库灌区为例,根据实际监测数据,采用模糊综合评价法对水库水质进行评判,认为其水质等级为Ⅰ级,能满足农业用水的质量需求。在此基础上,以农作物系统收益最大化为目标,采用区间非线性规划模型优化配置水资源,既避免了水资源浪费,也增加了系统收益。