基于精英进化导向的多目标PID参数优化

在多目标优化问题中,决策者必须对Pareto前沿的众多非劣解做出选择.本文将决策偏好融入Pareto优化过程,提出一种基于精英导向机制的多目标遗传算法,根据决策偏好选择Pareto最优解为精英,利用无损有限精度法和归一增量距离保持种群多样性,通过多种群进化机制将决策偏好的影响传播到整个种群.该方法成功应用于自动导引车(AGV)伺服系统的PID参数优化,可根据决策偏好快速有效地定向搜索Pareto最优解,保证伺服控制达到路径跟踪要求的速度响应性能.     

基于群体距离的多目标粒子群优化算法

为实现偏好与群体决策的结合应用,提出基于群体距离的多目标粒子群优化算法。通过调整解与参考点的群体距离引导粒子靠近偏好区域,运用格栅方法和改进的剪枝策略实现解在Pareto边界的均匀分布,求出与群体成员偏好相关的部分Pareto最优集,从而减少计算成本、加快收敛速度。实验结果表明,该算法得到的解更靠近真实Pareto前沿,且对不同个体决策成员都有效。     

基于偏好信息的动态引导式多目标寻优策略研究

传统的多目标进化算法研究的重点是获得分布在整个Pareto边界上的最优解集,而在现实问题中,决策者只对边界上某些区域分布的解感兴趣.纳入决策者偏好信息的多目标进化算法的研究很有实际意义.因此节约计算资源、快速有效地找到偏好区域的Pareto解集成为其研究的重点.针对该问题,本文提出基于偏好信息的动态引导式多目标寻优策略.该策略通过设置参数ε反映搜索过程中引导区域的动态性,参数控制DM偏好范围.将解与引导区域的距离作为响应选择策略的一个因素,从而有效地获得期望区域内的折衷解.实验结果表明,该算法具有较好的收敛性.     

基于偏好方向的区间多目标交互进化算法

区间多目标优化问题在实际应用中普遍存在且非常重要.为得到贴合决策者偏好的最满意解,采用边优化边决策的方法,提出一种交互进化算法.该算法通过请求决策者从部分非被支配解中选择一个最差解,提取决策者的偏好方向,基于该偏好方向设计反映候选解逼近性能的测度,将具有相同序值和决策者偏好的候选解排序.将所提方法应用于4个区间2目标优化问题,并与利用偏好多面体解决区间多目标优化问题的进化算法(PPIMOEA)和后验法比较,实验结果验证了所提出方法的有效性和高效性.     

基于参考向量的偏好多目标及在精馏过程优化中的应用

传统多目标优化算法得到的解集是整个Pareto最优面,需要在Pareto最优解的搜索上花费大量的精力,为充分利用有限的计算资源提高多目标优化的实用性和计算效率,提出一种带决策者偏好信息的多目标优化算法。该算法首先确定一个参考点用于生成偏好向量,然后设置一个偏好半径,形成搜索偏好区域,最后利用偏好区域特性提出新型支配关系,引导种群在偏好区域内集中搜索,完成多目标优化,并将结果应用于精馏过程的优化。通过与g-dominance偏好方法的比较实验,结果表明,所提出的算法能引导种群趋近于决策者最感兴趣的区域,相对于g-dominance方法有较好的优越性。     

采用遗传算法求解多跳分组无线网服务质量路由优化模型

采用多目标遗传算法来确定多跳无线网服务质量路由优化问题的Pareto最优解集。通过计算表明，多目标遗传算法能够在一次运行中搜索到优化问题的近似Pareto最优解集，这为决策者进行目标折衷决策提供了充分的依据，此算法是有效可行的。     

基于偏好的多目标遗传算法

多目标优化问题中,人们往往只是对目标空间的某一区域感兴趣,因此这就需要在这一特定的区域能够得到比较稠密的Pareto解,但传统的方法权值法无法满足这种需求而且不能处理目标空间是非凸的情况,遗传算法虽然是现在公认的处理多目标优化问题比较有效的方法,但遗传算法是在目标空间内进行全空间寻优,因此最终得到的Pareto解是均匀分布的,这样遗传算法也不能满足人们的这一要求。针对这个问题提出了基于偏好的多目标遗传算法,把个人偏好加到优化过程中,利用偏好信息来引导优化方向,通过仿真把该算法和权值法、NSGA-II进行比较,结果证明了该算法的可行性和有效性。     

基于偏好信息的多目标微粒群优化算法研究

在实际决策过程中,决策者可能并不需要完全获悉所有的决策方案,而是只对一些特定方案产生兴趣,对此,提出指定目标间重要关系和给定目标空间参考点情况下的多目标微粒群优化算法.以格栅作为解的多样性保持策略,对于给定目标间重要关系的偏好信息,可以获得特定区域的多个解;对于给定参考点的偏好信患,可以同时获得多个特定区域中的多个解,有利于决策者进行更有效的决策.通过对典型测试问题的仿真实验,验证了本算法的正确性和有效性.     

融入偏好的区间高维多目标集合进化优化方法

尽管区间参数高维多目标优化问题普遍存在且非常重要, 但是, 目前求解该问题的方法却很少. 本文提出一种有效解决该问题的集合进化优化方法, 通过在进化过程中融入决策者的偏好, 以得到符合决策者偏好的Pareto解集. 该方法将原优化问题转化为以超体积、不确定度、决策者满意度为新目标的确定型3目标优化问题; 为了求解转化后的优化问题, 采用集合Pareto占优关系比较个体, 并设计融入决策者偏好的延展性测度, 以进一步区分具有相同序值的个体; 此外, 还提出集合变异与重组策略, 以生成高性能的子代种群. 采用4个基准高维多目标优化问题和1个汽车驾驶室设计问题测试所提方法的性能, 并将其与另外3种方法进行对比. 实验结果验证, 该方法能得到收敛性、延展性、不确定度, 以及决策者满意度均衡的Pareto解集.     

基于EV-SPEA2的过热汽温控制系统优化方法

为将决策者的期望信息融入多目标优化问题的求解过程,提出一种基于期望值的偏好距离计算方法。基于此改进了强度多目标优化算法的适应度计算方法与环境选择策略,并提出了算法EV-SPEA2。针对经典多目标优化函数算例的验证表明,新算法可以根据决策者的期望信息,提供大量距离期望值较近的解。将EV-SPEA2应用于锅炉过热汽温控制系统PID参数整定问题,仿真结果表明,运行EV-SPEA2可以获得多组位于Pareto前端,且符合决策者偏好的控制器参数。     

一种基于相角映射的改进多目标粒子群优化算法

提出一种相角粒子群优化算法求解多目标优化问题。该算法采用相角映射实现了粒子在相角空间上仅依赖于归一化多目标函数的快速搜索,在粒子飞行信息共享机制上引入共享池概念,提出基于关联支配排序和相似度排序的共享池更新策略,提高了Pareto解的多样性。采用Sigma领导策略和混沌变异操作,平衡了算法的快速搜索能力和全局寻优能力。标准多目标测试函数和电力系统广域阻尼控制多目标优化算例表明了所提出算法的可行性和有效性。     

A self-organized speciation based multi-objective particle swarm optimizer for multimodal multi-objective problems

This paper proposes a self-organized speciation based multi-objective particle swarm optimizer (SS-MOPSO) to locate multiple Pareto optimal solutions for solving multimodal multi-objective problems. In the proposed method, the speciation strategy is used to form stable niches and these niches/subpopulations are optimized to search and maintain Pareto-optimal solutions in parallel. Moreover, a self-organized mechanism is proposed to improve the efficiency of the species formulation as well as the performance of the algorithm. To maintain the diversity of the solutions in both the decision and objective spaces, SS-MOPSO is incorporated with the non-dominated sorting scheme and special crowding distance techniques. The performance of SS-MOPSO is compared with a number of the state-of-the-art multi-objective optimization algorithms on fourteen test problems. Moreover, the proposed SS-MOSPO is also employed to solve a real-life problem. The experimental results suggest that the proposed algorithm is able to solve the multimodal multi-objective problems effectively and shows superior performance by finding more and better distributed Pareto solutions.     

面向多目标优化的适应度共享免疫克隆算法

多目标优化的日标在于使得解集能够快速的逼近真实Pareto前沿.针对解的分布性问题,以免疫克隆算法为框架,引入适应度共享策略,提出了一种新的具有良好分布性保持的多目标优化进化算法;算法建立外部群体以保存非支配解,以Pareto优和共亨适应度作为外部群体更新与激活抗体选择的双重标准.为了增强算法对决策空间的开发能力,引入...     

基于改进粒子群优化的无标记数据鲁棒聚类算法

已有的聚类算法大多仅考虑单一的目标,导致对某些形状的数据集性能较弱,对此提出一种基于改进粒子群优化的无标记数据鲁棒聚类算法。优化阶段:首先,采用多目标粒子群优化的经典形式生成聚类解集合;然后,使用K-means算法生成随机分布的初始化种群,并为其分配随机初始化的速度;最终,采用MaxiMin策略确定帕累托最优解。决策阶段：测量帕累托解集与理想解的距离,将距离最短的帕累托解作为最终聚类解。对比实验结果表明,本算法对不同形状的数据集均可获得较优的类簇数量,对目标问题的复杂度具有较好的鲁棒性。     

多目标微粒群优化算法

通过设计一种Pareto解集过滤器,并在此基础上给出多目标优化条件下的微粒群算法群体停滞判断准则,基于该准则提出了一种多目标微粒群优化算法。算法利用Pareto解集过滤器提高了候选解的多样性,并使用图形法将所提算法与经典的多目标优化进化算法在一组标准测试函数上进行了比较,结果表明算法具有更好的搜索效率。     

基于新模型的多目标Memetic算法及收敛分析

将多目标函数优化问题转化成单目标约束优化问题.对转化后的问题提出了基于约束主导原理的选择方法,克服了多数方法只使用Pareto优胜关系作为选择策略而没有采用偏好信息这一缺陷;Memetic算法是求解多目标优化问题最有效的方法之一,它融合了局部搜索和进化计算.新的多目标Memetic算法引进C-metric,将模拟退火算法与遗传算法结合起米,改善了全局搜索能力.用概率论的有关知识证明了算法的收敛性.仿真结果表明该方法对不同的试验函数均可求出一组沿着Pareto前沿分布均匀且散布广泛的非劣解.     

基于随机黑洞和逐步淘汰策略的多目标粒子群优化算法

提出一种基于随机黑洞粒子群算法(RBH-PSO) 和逐步淘汰策略的多目标粒子群优化(MRBHPSO-SE) 算法. 利用RBH-PSO 全局优化能力强和收敛速度快的优点逼近Pareto 最优解; 为了避免拥挤距离排序策略的缺陷, 提出逐步淘汰策略, 并将其应用到下一代粒子的选择策略中. 同时, 动态选择领导粒子, 运用动态惯性权重系数和变异操作 来增强种群全局寻优能力, 以及避免早熟收敛. 利用具有不同特点的测试函数进行验证, 结果表明, 与同类算法相比, 该算法具有较高的精度并兼顾优化解的多样性.

     

基于MOPSO算法的卫星共形阵列天线多波束形成

针对共形阵列天线多波束方向图综合问题,提出一种基于最大方向性系数方法得到初始非劣解的多目标粒子群算法,求解满足多个期望波束和低副瓣要求的Pareto最优解。算法首先采用多目标分解策略,由多个单波束最优解的加权线性组合得到近最优解的非劣解。然后结合该非劣解,基于粒子空间和目标空间同时约束的局部搜寻策略,使用多目标粒子群算法优化多个波束,并降低副瓣。仿真结果表明,该算法有效地实现了卫星共形阵列天线的多波束形成和低副瓣,且能快速得到Pareto最优解分布。     

基于粒子记忆体的多目标微粒群算法*

针对多目标微粒群算法(MOPSO)解的多样性分布问题,提出一种基于粒子记忆体的多目标微粒群算法(dp-MOPSO)。dp-MOPSO算法为每个微粒分配一个记忆体,保存寻优过程中搜索到的非支配pbest集,以避免搜索信息的丢失。采用外部存档保存种群搜索到的所有Pareto解,并引入动态邻域的策略从外部存档中选择全局最优解。利用几个典型的多目标测试函数对dp-MOPSO算法的性能进行测试,并与两种著名的多目标进化算法m-DNPSO、SPEA2进行比较。实验结果表明,dp-MOPSO算法可以更好地逼近真实Pareto沿,同时所得Pareto解分布更均匀。