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无参数自适应罚函数的高效代理模型优化设计方法
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作者 张伟 高正红 +1 位作者 王超 夏露 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期1262-1272,共11页
在飞行器气动外形优化设计中,复杂约束条件导致设计空间可行域呈现不连续的特征,且理想解大多靠近约束边界,传统高效代理模型方法难以适用。研究了参考点对优化设计的影响,提出了一种考虑约束的参考点选择机制;对于最优解靠近边界的问题... 在飞行器气动外形优化设计中,复杂约束条件导致设计空间可行域呈现不连续的特征,且理想解大多靠近约束边界,传统高效代理模型方法难以适用。研究了参考点对优化设计的影响,提出了一种考虑约束的参考点选择机制;对于最优解靠近边界的问题,罚函数法更加有效,但惩罚因子的设置对于罚函数方法影响很大,不合适的惩罚因子反而会损害优化效率,分析了优化过程中罚函数方法对惩罚因子的要求,提出了一种无参数自适应罚函数的代理模优化设计方法,引入基于样本分析的惩罚项,结合归一化目标值和约束值,在优化过程中动态调整惩罚因子,使优化能够尽可能地聚焦于可行域内,迅速收敛到最优解,实现样本的高效配置。通过带约束的函数算例和翼型优化算例证实,所提方法可以大幅提高飞行器气动外形优化设计效率。 展开更多
关键词 优化设计 代理模型 参考点 气动设计 自适应函数
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工程约束优化的自适应罚函数混合离散差分进化算法 被引量:23
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作者 车林仙 程志红 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第3期141-151,共11页
将离散约束优化问题转化为非负整数约束规划问题,开发求解该问题的离散差分进化算法。该算法采用基于混沌映射的种群初始化、双版本变异和带随机扰动项的取整运算等新策略。针对非线性约束条件,给出惩罚基数的计算方法和连续映射基函数... 将离散约束优化问题转化为非负整数约束规划问题,开发求解该问题的离散差分进化算法。该算法采用基于混沌映射的种群初始化、双版本变异和带随机扰动项的取整运算等新策略。针对非线性约束条件,给出惩罚基数的计算方法和连续映射基函数的表达式,在此基础上设计处理非线性约束的自适应惩罚因子。提出一种刻画种群多样性的新测度——种群二次平均基因距离及基于新测度的依概率混沌移民算子。将自适应罚函数法、依概率混沌移民操作与离散差分进化算法有机融合,构造面向工程约束优化的混合离散差分进化算法。对3个离散约束优化实例进行验证,结果表明,混合算法具有良好的鲁棒性且优于离散粒子群算法。应用混合算法求解斜齿圆柱齿轮传动优化设计问题,结果优于遗传算法及其改进算法、离散粒子群算法,目标函数值较遗传算法及其改进算法分别下降41%和10%。 展开更多
关键词 差分进化算法 离散约束优化 自适应函数 基因距离 混沌移民
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自适应罚函数遗传算法对给水管网优化的研究 被引量:5
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作者 余嵘 严程 逯佩宁 《给水排水》 CSCD 北大核心 2016年第4期136-140,共5页
在城镇给水管网优化过程中,针对传统罚函数算法难以求得最经济管径的缺陷,提出一种新的自适应罚函数遗传算法。首先利用Matlab软件建立了基于经济费用的优化模型和管网平差子程序,然后给出自适应罚函数法的概念及原理,将其与遗传算法结... 在城镇给水管网优化过程中,针对传统罚函数算法难以求得最经济管径的缺陷,提出一种新的自适应罚函数遗传算法。首先利用Matlab软件建立了基于经济费用的优化模型和管网平差子程序,然后给出自适应罚函数法的概念及原理,将其与遗传算法结合得到一种新的求解管网优化问题的进化算法。利用自适应罚函数遗传算法对陕西某城镇进行给水管网优化计算。结果表明:该方法能够有效地解决有约束条件的给水管网优化问题,具有更强的搜索性能,在满足水压与流速的前提下降低管网建造费用和运行管理费用。 展开更多
关键词 给水管网优化 自适应函数 遗传算法 约束优化问题 MATLAB
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基于罚函数和特征空间的子阵级自适应波束形成 被引量:2
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作者 杨小鹏 张宗傲 +1 位作者 孙雨泽 闫路 《北京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第5期541-545,550,共6页
基于线性约束最小方差(LCMV)准则的自适应波束形成算法在实际中得到了广泛的应用,但当其应用到子阵级时,自适应方向图主瓣变形且旁瓣升高,抗干扰性能严重下降.针对这些问题,提出一种基于罚函数和特征空间的子阵级自适应波束形成算法,引... 基于线性约束最小方差(LCMV)准则的自适应波束形成算法在实际中得到了广泛的应用,但当其应用到子阵级时,自适应方向图主瓣变形且旁瓣升高,抗干扰性能严重下降.针对这些问题,提出一种基于罚函数和特征空间的子阵级自适应波束形成算法,引入罚函数对自适应方向图进行约束使其逼近期望的静态方向图;同时在干扰子空间约束波束响应为0,对干扰信号进行抑制.该算法在有效抑制干扰的同时,能够使主瓣保形并保持较低的旁瓣,还能获得较好的输出信干噪比.通过阵列方向图及输出信干噪比的计算机仿真验证该算法的有效性. 展开更多
关键词 自适应波束形成 子阵级 线性约束 函数 干扰子空间
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基于Oracle罚函数的自适应约束差分进化算法 被引量:1
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作者 董明刚 程小辉 牛秦洲 《计算机应用与软件》 CSCD 北大核心 2014年第1期290-292,322,共4页
为有效求解约束优化问题,减少算法参数,提出基于Oracle罚函数方法的自适应约束差分进化算法。为满足求解优化问题的常用标准,提出一种改进的Oracle罚函数方法。将改进的Oracle罚函数方法与三种自适应差分进化算法相结合,提出三种自适应... 为有效求解约束优化问题,减少算法参数,提出基于Oracle罚函数方法的自适应约束差分进化算法。为满足求解优化问题的常用标准,提出一种改进的Oracle罚函数方法。将改进的Oracle罚函数方法与三种自适应差分进化算法相结合,提出三种自适应约束差分进化算法。对11个典型测试函数的优化结果验证了Oracle罚函数方法与自适应差分进化算法结合的有效性。与参考文献中提出的算法的比较结果表明该方法具有良好的寻优性能,因此基于Oracle罚函数方法的自适应约束差分进化算法是一种有效约束优化方法。 展开更多
关键词 函数 自适应 约束优化 差分进化
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鲜奶采购计划的改进自适应罚函数遗传算法
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作者 钟金宏 黄玲 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第10期1194-1199,共6页
奶制品加工厂主要从总部采购鲜奶(生产),也会从当地奶农采购部分鲜奶(外包)。出于能力和策略的考虑,两种来源的鲜奶采购量均有限;考虑到客户允许奶制品延期交货,相应的鲜奶也可延期交货,生产、外包和库存/延期交货成本均为一般凹函数,... 奶制品加工厂主要从总部采购鲜奶(生产),也会从当地奶农采购部分鲜奶(外包)。出于能力和策略的考虑,两种来源的鲜奶采购量均有限;考虑到客户允许奶制品延期交货,相应的鲜奶也可延期交货,生产、外包和库存/延期交货成本均为一般凹函数,问题是以最小的总成本来满足规划期的鲜奶需求。为求解该问题,设计了一种新的基于群体可行状态和个体约束违背程度的自适应惩罚方案,据此设计了求解该问题的遗传算法。为测试算法的性能,先进行了算子组合和遗传算子概率的选择实验,选出最适合的算子和算子概率;在此基础上,针对4个问题实例,通过50次运行,测试了所提自适应罚函数相对4种常见罚函数的优势。 展开更多
关键词 鲜奶采购计划 外包 遗传算法 自适应函数
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基于自适应罚函数的QPSO算法的代谢通量评估
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作者 龙海侠 张秀虹 《计算机应用研究》 CSCD 北大核心 2012年第4期1227-1229,1296,共4页
针对代谢通量评估问题属于带约束的优化问题,其目标函数是一个非线性、不可微的并且存在多个局部最小点的复杂函数,提出了使用自适应罚函数的量子粒子群优化算法来解决这个问题。通过自适应罚函数的方法解决约束条件,然后使用QPSO算法... 针对代谢通量评估问题属于带约束的优化问题,其目标函数是一个非线性、不可微的并且存在多个局部最小点的复杂函数,提出了使用自适应罚函数的量子粒子群优化算法来解决这个问题。通过自适应罚函数的方法解决约束条件,然后使用QPSO算法最小化内部代谢通量。用此算法评估谷氨酸棒杆菌的内部代谢通量并与传统的优化算法来比较,实验结果证明了该算法的可行性和有效性。 展开更多
关键词 代谢通量评估 带约束优化 量子粒子群优化算法 自适应函数
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基于罚函数的自适应全半切换算法
8
作者 纪纯妹 许文辉 《移动通信》 2014年第6期77-80,共4页
提出了一种全半速率自适应切换的算法,基于话务情况,自适应调整话务忙门限,实现全半速率占比动态分配。该算法通过网络选择路损、转换电平门限和质量保护门限来保证质量及容量,通过全半切换的统计、判决时间来避免乒乓切换和保证信道连... 提出了一种全半速率自适应切换的算法,基于话务情况,自适应调整话务忙门限,实现全半速率占比动态分配。该算法通过网络选择路损、转换电平门限和质量保护门限来保证质量及容量,通过全半切换的统计、判决时间来避免乒乓切换和保证信道连续性,并最终归结为约束优化问题,且利用罚函数法进行求解。最后应用于现网高话务量场景进行功能验证。 展开更多
关键词 函数 自适应 全半切换
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基于自适应多目标指数罚函数的NSGA-Ⅱ算法 被引量:4
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作者 王聪 赵文玲 《山东理工大学学报(自然科学版)》 CAS 2016年第3期11-14,共4页
为求解多目标优化问题,将快速非支配进化算法(NSGA-Ⅱ)进行了推广,构造了一种新的多目标指数罚函数,将其作为NSGA-Ⅱ算法的适应度函数,通过每次自适应更新罚因子,以此获得多目标规划问题的有效解(Pareto解).仿真结果表明,该算法在快速... 为求解多目标优化问题,将快速非支配进化算法(NSGA-Ⅱ)进行了推广,构造了一种新的多目标指数罚函数,将其作为NSGA-Ⅱ算法的适应度函数,通过每次自适应更新罚因子,以此获得多目标规划问题的有效解(Pareto解).仿真结果表明,该算法在快速收敛的情况下,能够获得更加均匀的Pareto前沿. 展开更多
关键词 多目标规划 函数 NSGA-Ⅱ算法 自适应因子 约束优化
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基于自适应罚函数遗传算法求解地下水管理模型 被引量:3
10
作者 王玉莲 黄林显 +3 位作者 桑国庆 刘治政 韩忠 梁浩 《人民黄河》 CAS 北大核心 2022年第3期69-73,共5页
在充分分析地下水管理模型流程结构的基础上,通过耦合地下水流数值模型MODFLOW和遗传算法(GA),提出一种自适应罚函数遗传算法用于求解地下水管理模型。将MODFLOW嵌入到GA中,数值模型模拟结果返回到优化算法中作为约束条件,优化过程通过G... 在充分分析地下水管理模型流程结构的基础上,通过耦合地下水流数值模型MODFLOW和遗传算法(GA),提出一种自适应罚函数遗传算法用于求解地下水管理模型。将MODFLOW嵌入到GA中,数值模型模拟结果返回到优化算法中作为约束条件,优化过程通过GA求解。通过实例验证,结果表明:该算法可以自主进行罚因子值的选取,克服了一般遗传算法中罚因子值选取的困难;能够确保获得可行域上的全局最优解;与传统的遗传优化算法相比,该算法求解精度更高。 展开更多
关键词 地下水管理模型 自适应函数 遗传算法(GA) MODFLOW
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改进罚函数法与蝙蝠算法在约束优化中的应用 被引量:6
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作者 刘云连 伍铁斌 +2 位作者 王俊年 周桃云 成运 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2015年第9期62-67,共6页
设计了一种基于自适应罚函数法和改进蝙蝠算法的约束优化问题求解方法。提出了一种自适应罚函数法,该处理方法综合考虑了约束违反的情况和进化过程的特点,如果某个约束违反的次数越多,则证明该约束越强,赋予惩罚系数越大;种群中的不可... 设计了一种基于自适应罚函数法和改进蝙蝠算法的约束优化问题求解方法。提出了一种自适应罚函数法,该处理方法综合考虑了约束违反的情况和进化过程的特点,如果某个约束违反的次数越多,则证明该约束越强,赋予惩罚系数越大;种群中的不可行解的数量越多,为保持种群的多样性,则约束应该取较小的值,即惩罚系数取较小的值。提出了一种改进的蝙蝠算法,利用混沌的遍历性特点产生初始种群,增强了初始种群的多样性和种群的质量;在考虑了脉冲响度的蝙蝠算法局部搜索中,融入了交叉操作;为防止算法在后期陷入局部最优解,引进了变异操作,保证了群体的多样性。将自适应罚函数法与改进的蝙蝠算法融合起来求解约束优化问题,4个复杂的标准测试函数和2个工程实际问题证明了该约束优化求解方法的可行性和有效性。 展开更多
关键词 蝙蝠算法 自适应函数 约束优化问题
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自适应约束惩罚的粒子群聚类算法 被引量:1
12
作者 张国英 刘冠洲 +1 位作者 徐宁 周俊武 《郑州大学学报(理学版)》 CAS 北大核心 2010年第2期47-52,共6页
提出了基于惩罚约束问题的群体智能聚类算法PCSI,不必穷尽搜索样本集,利用粒子群算法的优化搜索机制在数据集中有指导地随机搜索聚类中心向量,能够以较小的计算代价确定样本集的类别数.有约束优化过程的罚函数为两部分之和:①目标函数,... 提出了基于惩罚约束问题的群体智能聚类算法PCSI,不必穷尽搜索样本集,利用粒子群算法的优化搜索机制在数据集中有指导地随机搜索聚类中心向量,能够以较小的计算代价确定样本集的类别数.有约束优化过程的罚函数为两部分之和:①目标函数,各样本与其类别中心的均方误差;②自适应惩罚项,即数据集的边界作为粒子群移动的约束条件,对约束违反程度进行惩罚.为降低不平衡数据集的影响,按照数据集的方差和模糊高斯函数,将样本到其类别中心的距离进行模糊映射,归一化到[0,1]区间.粒子群优化方法免去了传统方法的求导计算.聚类IRIS数据集和Reuters-21578文档集以验证算法的有效性,对大规模数据聚类有明显优势. 展开更多
关键词 粒子群算法 智能优化 自适应函数
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基于SVD和罚函数约束的子阵级方向图控制 被引量:1
13
作者 栾晓明 肖华飞 《无线电通信技术》 2017年第4期56-59,共4页
对于子阵级自适应波束形成中旁瓣电平较高的问题,提出一种基于奇异值分解和罚函数约束(SVDPFC)的子阵级自适应方向图控制算法。该算法通过对输入数据进行奇异值分解,得到干扰子空间和噪声子空间,通过干扰子空间修正约束矩阵和约束响应矢... 对于子阵级自适应波束形成中旁瓣电平较高的问题,提出一种基于奇异值分解和罚函数约束(SVDPFC)的子阵级自适应方向图控制算法。该算法通过对输入数据进行奇异值分解,得到干扰子空间和噪声子空间,通过干扰子空间修正约束矩阵和约束响应矢量,可在小快拍情况下有效抑制干扰,同时结合罚函数对自适应方向图约束,使其逼近期望静态方向图。该算法具有良好的副瓣特性,提高了小快拍情况下输出的信干噪比,仿真实验证明了该算法的可行性和有效性。 展开更多
关键词 自适应方向图控制 奇异值分解 函数 子阵级
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用于多目标无功优化的自适应遗传算法 被引量:32
14
作者 夏可青 赵明奇 李扬 《电网技术》 EI CSCD 北大核心 2006年第13期55-60,共6页
引入了自适应权重和因子及自适应罚函数的概念,提出了一种自适应遗传算法,将其应用于多目标无功优化问题的求解中。该算法能保证寻优方向的多向性,并能避免模糊隶属度算法耗时过长的缺陷。在寻优过程中,自适应罚函数法能有效利用不可行... 引入了自适应权重和因子及自适应罚函数的概念,提出了一种自适应遗传算法,将其应用于多目标无功优化问题的求解中。该算法能保证寻优方向的多向性,并能避免模糊隶属度算法耗时过长的缺陷。在寻优过程中,自适应罚函数法能有效利用不可行解的有用信息,对不可行解进行适度惩罚。IEEE14节点系统的算例结果表明所提出的算法是解决多目标无功优化问题的有效方法。 展开更多
关键词 自适应遗传算法 自适应权重和 自适应函数 多目标无功优化 电力系统
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基于自适应松弛因子的协同优化方法 被引量:3
15
作者 纪爱敏 殷旭 《计算机集成制造系统》 EI CSCD 北大核心 2014年第7期1530-1536,共7页
针对协同优化过程中松弛因子取值不当导致的优化效率低下、精度不高的问题,提出基于系统级和学科级不一致性的松弛因子自适应计算方法。该方法分为三个阶段:在初步寻优阶段,着重于快速减小系统级设计期望点和学科级设计点的差异;在减震... 针对协同优化过程中松弛因子取值不当导致的优化效率低下、精度不高的问题,提出基于系统级和学科级不一致性的松弛因子自适应计算方法。该方法分为三个阶段:在初步寻优阶段,着重于快速减小系统级设计期望点和学科级设计点的差异;在减震缓降阶段,利用严格递减函数减轻松弛因子取值震荡,并保证松弛因子逐步减小;在加速收敛阶段,引入系统级罚函数增强一致性,并加快收敛至全局最优点。通过典型数值算例和减速器多学科设计优化问题对该方法的性能进行验证,并与标准协同算法和恒定松弛因子协同算法进行比较,结果表明,该方法能够随优化进程对松弛因子作自适应计算,消除了现有动态松弛法中松弛因子取值震荡的问题,且不受初始点选取的影响,具有较好的鲁棒性和较高的收敛速度。 展开更多
关键词 协同优化 自适应 松弛因子 震荡 函数
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基于自适应加权非凸正则化和全变分的稀疏SAR成像 被引量:2
16
作者 李家强 胡张燕 +2 位作者 姚昌华 郭桂祥 陈金立 《电讯技术》 北大核心 2023年第10期1515-1523,共9页
针对传统压缩感知(Compressive Sensing, CS)重构算法成像精度低及抗噪性能差等问题,提出了一种基于自适应加权极小极大凹罚函数和全变分的稀疏合成孔径雷达(Synthetic Aperture Imaging Radar, SAR)成像重建方法。首先,将加权思想同非... 针对传统压缩感知(Compressive Sensing, CS)重构算法成像精度低及抗噪性能差等问题,提出了一种基于自适应加权极小极大凹罚函数和全变分的稀疏合成孔径雷达(Synthetic Aperture Imaging Radar, SAR)成像重建方法。首先,将加权思想同非凸函数簇中的极小极大凹罚函数结合,以进一步促进解的稀疏性;然后,与全变分判罚函数线性组合构成复合正则化器,以进一步提高抗噪性能;最后,采用交替方向乘子法求解该成像模型,并在求解过程中使用方位-距离解耦算子替换测量矩阵及其厄米特转置以减少存储空间。仿真与实测数据处理结果表明,所提方法相比于其他算法有更好的聚焦性能和重建精度。 展开更多
关键词 稀疏SAR成像 自适应加权 非凸正则化 全变分 极小极大凹函数
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基于二倍体自适应遗传算法的微电网分布式电源优化配置 被引量:3
17
作者 杨文荣 徐茂林 +2 位作者 祝俊瑶 赵琳 马晓燕 《电器与能效管理技术》 2016年第19期51-56,共6页
以风/光/储实际的资源情况及具体的风/光/储资源的投资应用等为基础,研究了风/光/储独立微电网的资源配置和投资优化。首先,根据供电可靠性的特点,对目标函数采用自适应罚函数法进行修正;其次根据普通遗传算法的实际处理能力,采用二倍... 以风/光/储实际的资源情况及具体的风/光/储资源的投资应用等为基础,研究了风/光/储独立微电网的资源配置和投资优化。首先,根据供电可靠性的特点,对目标函数采用自适应罚函数法进行修正;其次根据普通遗传算法的实际处理能力,采用二倍体二进制的编码方法,对二倍体二进制染色体采用常用的双基因座显性映射方法进行显性操作,并采用自适应选择率、交叉率和变异率对所编码的染色体进行处理;最后,通过MATLAB仿真软件对实际算例进行分析仿真。结果表明,该二倍体自适应遗传算法对所建立的风/光/储资源投资的电源优化配置具有较快的收敛速度和较强的全局寻优能力。 展开更多
关键词 风/光/储 优化配置 供电可靠性 自适应函数 二倍体自适应遗传算法
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基于空间自适应收缩策略的混合遗传算法及其应用
18
作者 李玲玲 郭素娜 +1 位作者 袁绍民 崔志华 《低压电器》 北大核心 2006年第9期3-7,39,共6页
将简单遗传算法与单纯形法相杂合,设计了一种实数编码的混合遗传算法(HGA),用于求解无约束优化问题。算法采用了最优保留策略,同时在变异操作中采用了搜索空间的自适应收缩策略,以提高全局和局部搜索能力,加快收敛速度,避免退化。在求... 将简单遗传算法与单纯形法相杂合,设计了一种实数编码的混合遗传算法(HGA),用于求解无约束优化问题。算法采用了最优保留策略,同时在变异操作中采用了搜索空间的自适应收缩策略,以提高全局和局部搜索能力,加快收敛速度,避免退化。在求解约束优化问题时,利用罚函数处理约束条件,由HGA对增广目标函数寻优。HGA的有效性通过3个典型测试函数得到验证,并应用于拍合式继电器电磁系统的体积优化。 展开更多
关键词 混合遗传算法 单纯形法 搜索空间 自适应收缩 函数 约束优化问题
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改进自适应差分进化算法求解难约束优化问题
19
作者 杨亦 《中南林业科技大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2011年第8期198-203,共6页
基于自适应差分进化算法和简易罚函数法,提出一种用于求解难约束优化问题的改进自适应差分进化算法。针对Bump问题的仿真实验表明,新算法不仅求解精度超过大部分的约束求解算法,而且收敛速度快于基于差分进化的算法。
关键词 自适应差分进化算法 差分进化算法 简单函数算子 约束优化问题
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矿井通风网络的多种群自适应粒子群算法优化研究 被引量:9
20
作者 吴新忠 张兆龙 +2 位作者 程健维 胡建豪 任子晖 《煤炭工程》 北大核心 2019年第2期75-81,共7页
针对矿井通风网络分支风量优化问题,以矿井通风网络的总功率最小为目标,结合矿井模型中风量平衡方程、风压平衡方程、分支阻力方程以及风机特性曲线方程等约束条件,提出一种多种群自适应粒子群优化算法(MA-PSO)对矿井通风网络实现寻优... 针对矿井通风网络分支风量优化问题,以矿井通风网络的总功率最小为目标,结合矿井模型中风量平衡方程、风压平衡方程、分支阻力方程以及风机特性曲线方程等约束条件,提出一种多种群自适应粒子群优化算法(MA-PSO)对矿井通风网络实现寻优。首先对随机生成的种群进行初始化预处理,将适应值从高到低排序,然后以预处理后的局部最优解为圆心,以局部最优解与其他粒子的欧式距离的平均值为半径,将种群划分成五个子种群,接着在速度更新公式中引入拓扑项和种群交流因子,以种群为单位在求解空间中搜索,保障种群的多样性,从而加快种群进化和算法收敛速度;最后采用自适应权重和冗余粒子初始化淘汰策略,提高算法搜索能力和学习能力。仿真结果表明:该算法具有较好的多模态寻优率、更快的收敛速度和更高的收敛精度,优化后通风系统消耗的总功率较之前相比下降26. 78%,节能效果显著。 展开更多
关键词 矿井通风 粒子群算法 多种群 自适应 函数
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