离散变量结构优化的斐波那契遗传算法

提出了一种求解离散变量结构优化设计问题的斐波那契直接搜索方法;通过在遗传算法中定义斐波那契算子,与基本遗传算子共同构成了一种离散变量结构优化设计的混合遗传算法斐波那契遗传算法。通过自适应的退火因子和罚函数来处理约束条件,使算法逐渐收敛于全局可行最优解。计算结果表明,这种混合遗传算法对于离散变量结构优化问题的求解具有较快的收敛速度,且能以很大的概率求得全局最优解。     

一种求解N皇后问题的优化组合遗传算法

基于遗传算子优化组合思想,采用二进制编码方式,选择矩阵遗传算子和布尔遗传算子组合应用对N皇后问题求解,避免了常规遗传算法的杂交率和变异率选取.从N皇后问题的约束条件角度,构造适应度评价函数,保证了算法的全局收敛性.实验结果表明,本文算法具有良好的搜索效率和求解质量,运行一次在收敛代数内可以搜索到多个解,当皇后数N较大时,搜索到解的效率越明显好于常规遗传算法.     

非线性约束优化问题

把Powell方法作为一个与选择、交叉和变异平行的算子,嵌入到基本遗传算法中,在遗传算法中定义Powell算子,得到一种既有较快收敛性,又能以较大概率求得非线性约束优化问题全局最优解的混合遗传算法-Powell遗传算法。通过自适应的退火因子和罚函数来处理约束条件,使算法逐渐收敛于全局可行最优解。数值结果表明该方法优于基本遗传算法和Powell法。     

一种解决函数优化问题的免疫算法

介绍了免疫算法的基本概念，以及人工免疫系统中的克隆选择原理，基于该原理，结合遗传策略中的高斯变异算子，提出一种免疫算法来解决函数优化问题。给出了算法的描述，数值实验中选择了几个函数进行优化，并将实验数据结果与传统的遗传算法进行了比较。数据实验结果表明，该免疫算法能够寻找到更优的优化结果，并且在收敛速度上明显优于传统的遗传算法。     

岩体渗透系数反演的混合优化算法

采用反演的方法确定岩土介质的渗透系数,通过优化模型对渗透系数反演问题进行建模.在具有全局搜索能力的遗传算法的基础上,采用Powell局部搜索算法对遗传算法的变异算子进行改进.基于遗传算法和Powell局部搜索算法的基础上,构造混合优化方法,所提出的算法在保证全局搜索能力的同时,具有较快的收敛速度.结合工程实例检验了所提出算法的全局最优能性和快速收敛性.     

可拓聚类适应度共享小生境遗传算法研究

针对遗传算法易陷入早熟收敛和全局搜索能力差等缺点,提出一种基于可拓理论的小生境遗传算法.算法首先构造了遗传编码物元和可拓遗传算子,然后通过可拓聚类方法实现小生境群体的划分,结合适应度共享技术和聚类代表个体保存策略,维持稳定多样的小生境.仿真实验表明,该算法能可靠、快速地收敛到全局最优解,有效避免早熟收敛,其收敛速度和求解精度均优于简单遗传算法和常规小生境算法.     

关于生物免疫遗传算法收敛性的一般讨论研究

针对免疫遗传算法收敛性质的研究非常缺乏,提出了利用随机过程理论和引入遗传吸收率、散射率
参数进行分析的方法.通过数学建模证明了免疫遗传算法所形成的种群序列的强马尔可夫性, 利用遗传吸
收率和散射率的计算，证明了在时间趋于无穷的情况下，该免疫遗传算法的概率弱收敛性.采用遗传吸收
率、散射率和小生境技术对于防治早熟概率的详细计算和对混沌算子的分析，得到了该免疫遗传算法实际
收敛效果的量化表示.研究结果表明, 该方法能简化分析计算过程，对于算法效果的改善、算法运行时的
参数选择具有较好的指向作用.     

求解非满载车辆调度问题的免疫遗传算法

非满载车辆调度问题是车辆调度问题中的一个基本问题,由于它是一个典型的NP难题,传统方法的求解结果往往不能令人满意.曾有研究将传统的遗传算法用于求解非满载车辆调度问题,但是由于遗传算法在遗传后期的波动现象,导致了迭代次数过大和准确率不高.该实验根据生物免疫系统的机理提出的免疫遗传算法,结合了遗传算法的进化操作和生物免疫中的浓度机制,通过抗体的期望繁殖率实现对抗体的促进和抑制,改善未成熟收敛.该算法是在传统遗传算法全局随机搜索的基础上,借鉴生物免疫机制中抗体的多样性保持策略,改善了传统遗传算法的群体多样性,通过与遗传算法的比较,结果表明,该算法不仅收敛,而且具有更好的全局和局部搜索能力和收敛速度.     

一种基于阈值对偶算子的优化组合遗传算法

针对遗传算法局部搜索能力差的问题,模拟生物基因的对偶性,本文提出的阈值对偶算子,与对偶算子的性能相比较,既改善了遗传算法的局部搜索性能,又减小了对种群多样性的影响,与具有良好全局搜索性能的遗传算子组合,构造了一种基于阈值对偶算子的优化组合遗传算法.从理论上证明了算法的收敛性,实验结果表明,该算法具有更好的寻优能力,对应用串型编码的遗传算法解决优化问题具有很好的借鉴意义,阈值可根据求解问题特征和局部搜索强度而设定.     

免疫遗传算法在配电网重构中的应用

配电网重构是配电网络优化的主要措施,其实质是一个多目标非线性混和优化问题.采用免疫遗传算法来研究重构问题的求解方法.免疫遗传算法在传统遗传算法的基础上,借鉴生物免疫机制中抗体的多样性保持策略和记忆抗原的特点,大大提高了算法的全局搜索和局部搜索能力.实验表明,免疫遗传算法具有很好的全局收敛性,能有效解决配电网重构问题.     

一种免疫补体优化算法

针对目前提出的免疫优化算法在求解优化问题时还存在收敛速度慢,往往不能求得最优解,鲁棒性低的问题,基于生物免疫补体激活原理,提出了一种免疫补体优化算法。在算法中,依据补体激活理论,设计了主要的补体算子：分裂算子和结合算子,并根据补体激活过程,通过补体算子的作用对问题解不断优化,求得全局最优解。最后对算法的收敛性和鲁棒性进行了理论分析,并将免疫补体优化算法与典型的克隆选择算法进行了对比实验。理论与实验结果表明了免疫补体优化算法是收敛的,并且收敛速度更快,求得的最优解更好,鲁棒性更高。     

一种混合优化算法及其性能

结合遗传算法、粒子群优化算法和免疫算法提出了一种实数编码的混合优化算法(IG-PSOA),该方法利用非线性竞争择优的交叉操作和粒子群进化操作来提高算法的搜索效率,通过免疫选择和募集新成员操作保证种群的多样性,以避免早熟和局部收敛。从理论上分析了算法的收敛性和计算复杂度;用数值试验的方法分析了算法的鲁棒性和参数的取值范围。对7个测试函数的数值试验表明,该算法不仅提高了算法的全局搜索能力,提高了收敛的速度,而且提高了求解的质量和优化结果的可靠性,是一种有潜力的优化方法。     

Drilling Path Optimization Based on Particle Swarm Optimization Algorithm

This paper presents a new approach based on the particle swarm optimization (PSO) algorithm for solving the drilling path optimization problem belonging to discrete space.Because the standard PSO algorithm is not guaranteed to be global convergence or local convergence,based on the mathematical algorithm model,the algorithm is improved by adopting the method of generate the stop evolution particle over again to get the ability of convergence to the global optimization solution.And the operators are improved by establishing the duality transposition method and the handle manner for the elements of the operator,the improved operator can satisfy the need of integer coding in drilling path optimization.The experiment with small node numbers indicates that the improved algorithm has the characteristics of easy realize,fast convergence speed,and better global convergence characteris- tics.hence the new PSO can play a role in solving the problem of drilling path optimization in drilling holes.     

一种改进遗传算法在建筑结构优化设计中的应用

针对遗传算法在迭代过程中经常出现的未成熟收敛、振荡、随机性太大等缺点，引入一种新的遗传算子——单亲遗传算子，用于对标准遗传算法的改进。包含单亲遗传算子的改进遗传算法能直接计算具有应力约束和截面尺寸约束的离散变量结构优化问题，也能处理同时具有稳定约束和位移约束的多工况、多约束、多变量的离散变量结构优化设计问题，进而对框架结构的多种工况进行优化设计的结果进行了对比验证，结果表明：改进遗传算法比标准遗传算法有好得多的收敛特性，迭代次数明显减少，优化设计结果也远好于标准遗传算法。     

离散变量结构优化的改进组合型遗传算法

对离散组合型法进行改进,提出了一种新的初始点产生办法,提高了离散组合型法的局部寻优能力.把离散组合型算法作为组合型操作算子融合到遗传算法中,构造一种新的离散变量结构优化算法-组合型遗传算法.运用模拟退火技术构造惩罚函数来改造适值函数,使算法更稳定地收敛于全局可行最优解.与基本遗传算法和组合型算法的计算结果比较证明,改进的组合型遗传算法具有局部搜索快和全局性好的双重特点,是可行且有效的离散变量结构优化设计方法.     

基于随机维度划分与学习的粒子群优化算法

针对粒子群优化算法在搜索过程存在的种群多样性低和过早收敛问题,提出基于随机维度划分与学习的新型粒子群优化算法（RVPLO）.该算法将每个粒子的维度随机划分为多个不同的子段,每个子段随机分配一种学习算子（中心学习算子或离散学习算子）,通过学习算子实现对各子段内的维度数值更新操作.中心学习算子用以加强粒子的全局搜索能力,离散学习算子用以加强粒子的局部搜索能力.粒子维度划分策略实现了将高维优化问题转化为低维优化问题,降低了优化问题求解的难度.粒子随机维度划分和算子随机分配的双重动态调节机制使得算法具备求解复杂单峰函数,多峰函数优化问题的能力.实验测试结果及显著性统计结果表明,RVPLO算法同其他8个经典改进算法相比,在单峰函数,多峰等函数优化中具有收敛速度快,求解精度高的优势.     

工程结构优化设计的改进混合遗传算法

根据工程实际以及规范规定的约束条件和各项技术标准要求,建立了离散变量结构优化模型。针对遗传算法在迭代过程中经常出现的未成熟收敛、振荡、随机性太大和迭代过程缓慢等问题,采用一种新的遗传算子即单亲遗传算子对遗传算法进行了改进,并提出了离散变量结构优化设计的三等分割算法与遗传算法相结合的混合遗传算法。优化设计结果表明:改进混合遗传算法的收敛特性得到了很好的改善,既具有三等分割算法省时、高效、局部搜索能力强的特点,又具有遗传算法全局性好的特点,是高效、理想的工程结构优化设计方法。     

结构优化设计的变长度染色体混沌遗传算法

为解决离散变量结构优化问题,将混沌搜索与遗传算法相结合,加速了收敛速度,同时变长度染色体中的拼接算子和截断算子能确保染色体的多样性,避免遗传算法陷入局部最优.算例表明:在计算量不大时可获得相当良好的全局性优化解.     

建筑结构优化设计的改进进退遗传算法

针对遗传算法在迭代过程中经常出现未成熟收敛、振荡、随机性太大、局部搜索能力差和迭代过程缓慢等缺点.提出一种离散变量结构优化设计的进退搜索算法与遗传算法结合在一起解决问题;并提出一种新的遗传算子———转基因算子,用于对遗传算法的改进.结果表明,这种改进退遗传算法即发挥了进退搜索算法省时、高效、局部搜索能力强的特点,又发挥了遗传算法全局性好的特点;采用的改进措施效果明显,其收敛特性得到很好的改善.该算法是高效的理想工程结构优化设计方法.     

基于多种群遗传算法的钢框架结构优化设计

传统的基于力学分析软件的结构设计方法存在效率低下、依靠专家经验等局限性,采用智能算法能实现高效的结构自动优化设计。然而,由于随机搜索特征,优化结果和收敛性高度依赖于算法的参数设置,需要通过试算来确定其合理取值,该方法会造成优化效率低、计算量大等问题。引入多种群协作和信息共享机制来改善此类问题,并研究其在结构优化设计中的适用性。利用MSC.Marc软件建立钢框架结构有限元模型,采用底部剪力法将地震作用等效为水平荷载施加到结构上,搭建有限元软件与智能算法的自动优化过程,以结构的总体材料用量最低为目标,考虑了层间位移角、应力比、构件稳定性和宽厚比等多种约束条件,以遗传算法为基础,通过适应度尺度变换、基于方向的交叉算子、非均匀变异算子、自适应概率、精英保留策略、重复项替代机制、基于约束的策略对其进行改进,引入多种群思想,对比多种算法优化结果的差异。结果表明：基于多种群的遗传算法能有效改善优化结果对算法参数的依赖性,提高结构优化设计的效率。