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求解有约束优化问题的实数遗传算法改进研究
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作者 王吉权 程志文 +1 位作者 张攀利 代伟婷 《控制与决策》 EI CSCD 北大核心 2019年第5期937-946,共10页
提出一种求解有约束优化问题的改进实数遗传算法.首先,提出一种排序分组选择法,该方法具有种群多样性好、易于实现的优点.其次,给出一种基于方向的启发式交叉算子(DBHX),DBHX能够产生无数个交叉方向,且有可能产生一个引导参与交叉的染... 提出一种求解有约束优化问题的改进实数遗传算法.首先,提出一种排序分组选择法,该方法具有种群多样性好、易于实现的优点.其次,给出一种基于方向的启发式交叉算子(DBHX),DBHX能够产生无数个交叉方向,且有可能产生一个引导参与交叉的染色体向最优解移动的方向D,即使交叉方向与D不一致,也有很大的可能性非常接近方向D,可以保证有很大的机会产生更好的子代染色体.最后,针对单一的变异算子无法兼顾局部搜索能力和全局搜索能力的缺点,提出一种组合变异方法,使得变异操作既能保证算法的局部搜索能力,又能兼顾全局搜索能力.10个实例的计算结果表明,所提出的改进实数遗传算法具有较快的收敛速度,从而验证了所提出算法的可行性和有效性. 展开更多
关键词 约束优化问题 实数遗传算 罚函数法 启发式交叉算子 组合变异
基于无网格伽辽金法的非线性流动数值模拟 预览
2
作者 孟俊男 潘光 +3 位作者 曹永辉 李林丰 黎针岑 周冰 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第1期70-79,共10页
基于无网格伽辽金方法针对典型的非线性流动问题进行数值研究,对Navier-Stokes方程使用Galerkin方法离散,方程中的惯性项分别采取速度项提出法和直接推导法进行离散,使用罚函数法施加压力和速度边界条件,建立了基于EFG法的二维N-S方程... 基于无网格伽辽金方法针对典型的非线性流动问题进行数值研究,对Navier-Stokes方程使用Galerkin方法离散,方程中的惯性项分别采取速度项提出法和直接推导法进行离散,使用罚函数法施加压力和速度边界条件,建立了基于EFG法的二维N-S方程的离散形式。针对定常非线性流动问题,对矩形域上下平板相向运动流动进行数值模拟,结果表明该方法求解精度比较高,计算误差不超过3.66%;针对非定常非线性流动问题,采取θ加权法对N-S方程中的时间项进行离散,建立了EFG法非定常求解方程。以方柱绕流问题为例,证明了文中所建立的非定常算法的精度及收敛性。 展开更多
关键词 无网格伽辽金 罚函数法 NAVIER-STOKES方程 直接线性交替迭代
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基于离散混合蛙跳算法的RV减速器结构优化 预览
3
作者 张宇 赵转哲 +2 位作者 赵帅帅 刘永明 何康 《赤峰学院学报:自然科学版》 2019年第4期99-103,共5页
针对RV减速器对结构优化结果精度不高且需要手工圆整的问题,提出一种基于离散混合蛙跳算法的单目标优化求解方法.首先,以体积最小为目标建立了RV减速器整机的非线性约束优化的数学模型;其次,介绍了离散混合蛙跳算法基本原理;通过罚函数... 针对RV减速器对结构优化结果精度不高且需要手工圆整的问题,提出一种基于离散混合蛙跳算法的单目标优化求解方法.首先,以体积最小为目标建立了RV减速器整机的非线性约束优化的数学模型;其次,介绍了离散混合蛙跳算法基本原理;通过罚函数法将上述数学模型转化为无约束优化的数学模型后,应用离散混合蛙跳算法对RV减速器整机实例进行优化求解;最后与传统算法、粒子群算法及遗传算法进行对比,结果表明,离散混合蛙跳算法的求解结果有着求解精度更高,收敛速度更快、避免对结果进行手工圆整等优点. 展开更多
关键词 RV减速器 结构优化 离散混合蛙跳算 罚函数法
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一种基于罚函数法的混合混沌优化算法 预览
4
作者 夏桂梅 赵晋彬 《宁夏师范学院学报》 2019年第7期17-21,共5页
混沌搜索算法具有搜索能力快,遍历性高的特点.在此基础上,引入贪婪模式算法,目的是搜索一个变量的最优排列,使被选择的优良解集的概率分布与定义的概率分布最接近,从而得到最优解,进而加强了混沌搜索算法的局部搜索的能力.在算法中引入... 混沌搜索算法具有搜索能力快,遍历性高的特点.在此基础上,引入贪婪模式算法,目的是搜索一个变量的最优排列,使被选择的优良解集的概率分布与定义的概率分布最接近,从而得到最优解,进而加强了混沌搜索算法的局部搜索的能力.在算法中引入罚函数法,使得算法可以应用于非线性约束优化问题,数值实验证明,该算法可以收敛到满足约束条件的全局最优解,是一种有效的优化算法. 展开更多
关键词 混沌搜索算 贪婪模式算 罚函数法 约束优化问题
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复合材料机械连接结构分析中的接触算法适用性研究 预览
5
作者 李沛城 赵美英 侯赤 《航空工程进展》 CSCD 2018年第2期209-214,273共7页
采用有限元方法计算复合材料机械连接结构孔边接触应力分布时,需要保证其结果的可靠度。分别以Nastran、Marc和Abaqus为平台,研究小滑移接触检测技术和有限滑移接触检测技术以及拉格朗日乘子法、直接约束法和罚函数法等接触约束施加技... 采用有限元方法计算复合材料机械连接结构孔边接触应力分布时,需要保证其结果的可靠度。分别以Nastran、Marc和Abaqus为平台,研究小滑移接触检测技术和有限滑移接触检测技术以及拉格朗日乘子法、直接约束法和罚函数法等接触约束施加技术的基本原理与特点,结合复合材料销钉连接结构应力分析实验与数值计算,验证各接触算法的准确性和适用性。结果表明:在复合材料机械连接结构有限元分析中,应当采用有限滑移接触检测技术和罚函数接触约束施加方法以提高计算精度。 展开更多
关键词 接触算 复合材料 机械连接 接触检测 接触约束 罚函数法 直接约束
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影响矩阵法在系杆拱桥成桥二次调索中的运用 预览
6
作者 徐传昶 鲁从森 王行耐 《山东交通学院学报》 CAS 2018年第2期63-69,共7页
在系杆拱桥成桥运营期调索施工过程中,为弥补成桥吊杆力损失,对吊杆进行二次张拉,全桥建立有限元仿真模型,以影响矩阵理论为基础,求解运营期吊杆调索力,并在实桥吊杆力调整施工中进行监控。结果表明,理论仿真结果和实测结果比较接近,桥... 在系杆拱桥成桥运营期调索施工过程中,为弥补成桥吊杆力损失,对吊杆进行二次张拉,全桥建立有限元仿真模型,以影响矩阵理论为基础,求解运营期吊杆调索力,并在实桥吊杆力调整施工中进行监控。结果表明,理论仿真结果和实测结果比较接近,桥面线形控制精度较高。 展开更多
关键词 二次调索 影响矩阵 罚函数法
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基于PSO的轨道交通列车节能控制优化研究
7
作者 李烨 郭子立 郭奕杉 《控制工程》 CSCD 北大核心 2018年第10期1911-1915,共5页
针对当前列车节能控制智能优化研究中广泛采用遗传算法,但存在算子多、收敛速度不快的问题,采用粒子群算法结合罚函数法思想进行研究。通过对列车运行过程及列车牵引、巡航、惰行和制动阶段能耗状态的分析,给出列车节能控制的多约束优... 针对当前列车节能控制智能优化研究中广泛采用遗传算法,但存在算子多、收敛速度不快的问题,采用粒子群算法结合罚函数法思想进行研究。通过对列车运行过程及列车牵引、巡航、惰行和制动阶段能耗状态的分析,给出列车节能控制的多约束优化数学模型和牵引能耗的计算方法。基于罚函数将该问题转化为无约束优化问题,并采用粒子群算法寻优求解,从而得出可使列车运行能耗最小的工况转换点。仿真结果表明,与改进的遗传退火算法相比,算法节能效果更优,且具有良好的收敛速度。 展开更多
关键词 轨道交通 节能控制 工况转换 粒子群算 罚函数法
非线性0-1规划问题的混沌粒子群算法
8
作者 米永强 高岳林 《数学的实践与认识》 北大核心 2018年第23期81-88,共8页
针对非线性0-1规划问题,提出了一种混沌粒子群优化算法.该算法利用罚函数法将非线性0-1规划问题处理为无约束的0—1规划问题,引入了混沌策略来初始化种群,增加其多样性,为预测算法是否出现早熟现象,采用了适应度方差.数值实验表明,提出... 针对非线性0-1规划问题,提出了一种混沌粒子群优化算法.该算法利用罚函数法将非线性0-1规划问题处理为无约束的0—1规划问题,引入了混沌策略来初始化种群,增加其多样性,为预测算法是否出现早熟现象,采用了适应度方差.数值实验表明,提出的算法是求解非线性0-1规划问题的一种有效且可行的全局优化算法. 展开更多
关键词 非线性0-1规划问题 混沌粒子群优化 罚函数法 适应度方差
动力刀架齿轮系传动误差分析 预览
9
作者 耿垭洲 孙蓓蓓 《机械制造与自动化》 2018年第2期18-22,共5页
为了提高动力刀架齿轮传动系统的传动性能,实现对齿轮传动误差的预测,首先根据影响传动误差的主要因素,建立齿轮传动误差的计算模型,推导了多级齿轮传动系统的传动误差计算公式;其次考虑齿轮各项误差的随机性,应用Monte-Carlo模拟试验法... 为了提高动力刀架齿轮传动系统的传动性能,实现对齿轮传动误差的预测,首先根据影响传动误差的主要因素,建立齿轮传动误差的计算模型,推导了多级齿轮传动系统的传动误差计算公式;其次考虑齿轮各项误差的随机性,应用Monte-Carlo模拟试验法,计算了动力刀架齿轮啮合综合误差;最后根据扭转啮合刚度理论,提出了一种解析法与虚拟仿真技术相结合的求解传动误差的方法,采用基于罚函数的齿面摩擦非线性接触的建模方法,得到了齿轮系因受载变形造成的传动误差。研究成果为齿轮系统传动精度的分析与设计提供理论依据。 展开更多
关键词 传动误差 非线性接触 MONTE-CARLO 罚函数法 动力刀架齿轮系
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考虑零售商横向公平的二层供应链网络均衡决策
10
作者 郑英杰 周岩 《山东大学学报:理学版》 CSCD 北大核心 2018年第9期69-82,94共15页
将单个制造商和零售商的供应链纵向公平研究拓展到上层为单个制造商、下层为多个零售商和需求市场的二层供应链网络,分析多个零售商间的横向公平偏好行为。由于下层零售商具有竞争关系,零售商在决策时会因为与同层其他零售商的利润比较... 将单个制造商和零售商的供应链纵向公平研究拓展到上层为单个制造商、下层为多个零售商和需求市场的二层供应链网络,分析多个零售商间的横向公平偏好行为。由于下层零售商具有竞争关系,零售商在决策时会因为与同层其他零售商的利润比较而产生横向公平偏好行为。在考虑多个零售商间横向公平偏好基础上,构建了多个零售商的Nash博弈模型及二层供应链上下层间的Stackelberg-Nash博弈模型,并利用罚函数法求解得到供应链各成员的均衡决策。重点分析多个零售商间的横向公平偏好行为对供应链各成员均衡决策、利润和效用的影响。数值结果表明:供应链成员均衡决策都受到零售商横向公平偏好行为影响,且制造商最优利润、零售商最优效用都低于零售商公平中性时的结果。最后对供应链成员应对横向公平偏好提出合理建议。 展开更多
关键词 横向公平 均衡决策 罚函数法
基于粒子群算法实现原油加工配方优化 预览
11
作者 蒋立沫 陈夕松 胡云云 《炼油与化工》 2018年第1期1-5,共5页
原油调合过程中存在非线性控制指标,传统的线性优化技术难以计算出原油加工的最 优配比.文中基于原油基本性质和常减压侧线控制指标,采用粒子群算法实现原油加工配方 的优化.实例验证了该方案优化出的原油加工配方,使得调合后的原油总... 原油调合过程中存在非线性控制指标,传统的线性优化技术难以计算出原油加工的最 优配比.文中基于原油基本性质和常减压侧线控制指标,采用粒子群算法实现原油加工配方 的优化.实例验证了该方案优化出的原油加工配方,使得调合后的原油总价格最低,实现了 经济指标的优化. 展开更多
关键词 原油调合 非线性 粒子群算 罚函数法 线性加权
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罚函数及高斯牛顿拟合优化磷酸铵镁法 预览
12
作者 孙菱翎 范晓静 +2 位作者 罗冬梅 王凯 霍建利 《辽宁石油化工大学学报》 CAS 2018年第6期26-30,53共6页
采用磷酸铵镁法单因素实验及正交实验处理抚顺催化剂厂的高质量浓度氨氮废水,并用罚函数法和高斯牛顿法对结果进行拟合优化.正交实验结果表明,n(Mg)/n(N)对氨氮的脱除率影响最大,其次是pH,而n(P)/n(N)影响最小;应用高斯牛顿法... 采用磷酸铵镁法单因素实验及正交实验处理抚顺催化剂厂的高质量浓度氨氮废水,并用罚函数法和高斯牛顿法对结果进行拟合优化.正交实验结果表明,n(Mg)/n(N)对氨氮的脱除率影响最大,其次是pH,而n(P)/n(N)影响最小;应用高斯牛顿法得出拟合曲线,再用罚函数法求出最优反应条件:n(Mg)/n(N)=1.30、n(P)/n(N)=1.26、pH=9.59.在该工艺条件下,氨氮的脱除率为99.79%,剩余氨氮质量浓度为28.33mg/L,符合污水排放二级标准. 展开更多
关键词 高浓度氨氮废水 正交实验 高斯牛顿 罚函数法 磷酸铵镁
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基于两种接触模型的柔性体间多次微碰撞问题研究 预览
13
作者 王检耀 刘铸永 洪嘉振 《振动与冲击》 CSCD 北大核心 2018年第11期202-206,共5页
由于柔性体的弹性振动,柔性结构间的一次宏观碰撞过程中,可能发生多次"接触-分离-接触"的微碰撞过程。多次碰撞行为往往会对结构造成各种形式的损害。为了能正确预测任意形状柔性体的多次微碰撞过程,基于三维实体有限元模型,分别采用... 由于柔性体的弹性振动,柔性结构间的一次宏观碰撞过程中,可能发生多次"接触-分离-接触"的微碰撞过程。多次碰撞行为往往会对结构造成各种形式的损害。为了能正确预测任意形状柔性体的多次微碰撞过程,基于三维实体有限元模型,分别采用罚函数法和附加约束法的接触模型,对一柔性杆撞击两端固支梁的问题进行研究,并分析了接触刚度、网格尺寸等参数对两种方法仿真结果的影响。数值结果表明,在罚函数法中,只有通过多次试算得到合适的接触刚度及网格尺寸,才能准确预测出多次微碰撞过程的碰撞次数、碰撞力峰值及碰撞持续时间,而附加约束方法无需选取接触刚度并且对网格尺寸的依赖性较小。 展开更多
关键词 柔性体 多次微碰撞 罚函数法 附加约束 参数影响
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基于换算扭矩特性的混排涡扇发动机风车状态性能模拟 预览
14
作者 高扬 田晓平 李秋锋 《现代机械》 2017年第6期10-13,共4页
为评估燃烧室空中复燃能力和风车状态下飞机阻力,利用换算扭矩替代等熵效率,采用考虑压缩性影响的指数法外推法,将部件特性拓展至慢车转速以下,使用罚函数法求解部件模型的非线性方程组,得到某混排涡扇发动机不同马赫数下的风车特性。... 为评估燃烧室空中复燃能力和风车状态下飞机阻力,利用换算扭矩替代等熵效率,采用考虑压缩性影响的指数法外推法,将部件特性拓展至慢车转速以下,使用罚函数法求解部件模型的非线性方程组,得到某混排涡扇发动机不同马赫数下的风车特性。计算结果表明,预测结果变化趋势合理,可为风车起动研究提供依据,对研究多发飞机起飞、爬升、着陆以及巡航阶段单发失效时的飞机阻力性能估算研究具有重要的意义。 展开更多
关键词 指数外推 换算扭矩 罚函数法
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基于迭代搜索算法的系泊系统的优化设计 预览 被引量:2
15
作者 谭兵 伍悦 《兰州文理学院学报:自然科学版》 2017年第5期31-35,45共6页
系泊系统是近浅海观测网的重要组成部分,如何设计最优的系泊系统从而促进信号的传播具有重要的意义.针对系泊系统设计问题,首先通过静力平衡分析和悬链线方程建立了整个系统的平衡状态方程.结合相关数据,完成了对钢桶和各节钢管的倾斜角... 系泊系统是近浅海观测网的重要组成部分,如何设计最优的系泊系统从而促进信号的传播具有重要的意义.针对系泊系统设计问题,首先通过静力平衡分析和悬链线方程建立了整个系统的平衡状态方程.结合相关数据,完成了对钢桶和各节钢管的倾斜角度,锚链形状以及浮标的吃水深度和游动区域等的计算.并在平衡状态方程基础上进行优化建模,完成了重物球质量、锚链长度、锚链类型等的优化选取. 展开更多
关键词 系泊系统 静力平衡 悬链线方程 多目标规划 罚函数法
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降低固体推进剂特征信号的改进粒子群算法 预览 被引量:1
16
作者 赵玖玲 张文海 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2017年第19期136-141,共6页
固体推进剂燃烧产生的特征信号越来越成为制约导弹武器隐身特性和制导精度发展的重要因素,为解决传统实验法降低特征信号而进行配方设计周期长的问题,采用粒子群算法寻找固体推进剂配方最优设计方案以达到降低特征信号的目的,同时综... 固体推进剂燃烧产生的特征信号越来越成为制约导弹武器隐身特性和制导精度发展的重要因素,为解决传统实验法降低特征信号而进行配方设计周期长的问题,采用粒子群算法寻找固体推进剂配方最优设计方案以达到降低特征信号的目的,同时综合运用拒绝法、罚函数法以及种群多样性保持策略对标准粒子群算法进行适当改进,解决了非线性约束问题,克服了算法容易陷入局部最优的缺陷,提高了全局搜索能力。建立配方优化数学模型并进行仿真,结果表明采用改进粒子群算法来降低固体推进剂特征信号,优于标准粒子群算法、改进遗传算法等智能算法,并能缩短配方设计周期。 展开更多
关键词 粒子群算 拒绝 罚函数法 种群多样性保持策略 配方优化数学模型
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不依赖于精确初始坐标的车联网相对定位坐标估计算法 预览 被引量:1
17
作者 徐丽媛 何杰 +1 位作者 王然 王沁 《计算机学报》 CSCD 北大核心 2017年第7期1583-1599,共17页
在车联网定位中,GPS(Global Positioning System)信号长时间较差甚至中断会导致GPS定位结果不可靠甚至不可用,无法为相对定位算法提供可靠的精确初始坐标.针对这一问题,该文对车辆相对位置坐标估计方法展开研究,结合TOA(Time of Arri... 在车联网定位中,GPS(Global Positioning System)信号长时间较差甚至中断会导致GPS定位结果不可靠甚至不可用,无法为相对定位算法提供可靠的精确初始坐标.针对这一问题,该文对车辆相对位置坐标估计方法展开研究,结合TOA(Time of Arrival)测距技术,将相对位置坐标估计问题转化为非线性规划问题.为减小非线性规划问题中初始坐标对算法结果的影响,将外部罚函数法与Powell算法结合,利用外部罚函数法"能够从非可行解出发逐步逼近可行域"的特点优化最优化方法,解决算法对初始坐标的敏感特性;利用Powell算法能够"逼近局部最优解"的特点作为最优化求解方法,用于求解目标函数最优解.提出一种不依赖于精确初始坐标的相对定位(Exact Initial Coordinate Free Relative Localization,EICFRL)算法,实现车联网高精度相对定位.在算法验证中,该文采用两种TOA节点部署方案,分别为单点部署方案和基于几何约束的多点部署方案.在多点部署方案中,利用车辆固有形状属性,形成基于车型的几何约束,增加非线性规划问题可行域限制.为验证该文算法可行性及有效性,该文在仿真实验中设置不同测距误差、连通性、车辆数目等条件,并在实际环境中实验验证,将该算法结果与Powell算法、LM(Levenberg-Marquard)算法、CRLB(Cramer-Rao Lower Bound)进行对比.实验结果显示,该文算法定位精度提高超过50%.当使用多点部署方案时,算法定位误差进一步减小约为30%(仿真环境)和23%(实测环境). 展开更多
关键词 车联网定位 相对定位 几何约束 TOA 非线性规划 罚函数法 POWELL算
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基于交互模式的柔性体接触碰撞动力学建模方法 预览
18
作者 王检耀 刘铸永 洪嘉振 《物理学报》 CSCD 北大核心 2017年第15期177-185,共9页
目前对于任意形状的柔性体接触碰撞问题,一般采用有限元离散,通用的建模方法有两类:罚函数法和附加约束法.罚函数法将接触作用视为弹簧阻尼力元,无需求解约束方程,但依赖于碰撞力参数的选取;附加约束法可严格满足接触约束条件,但数值... 目前对于任意形状的柔性体接触碰撞问题,一般采用有限元离散,通用的建模方法有两类:罚函数法和附加约束法.罚函数法将接触作用视为弹簧阻尼力元,无需求解约束方程,但依赖于碰撞力参数的选取;附加约束法可严格满足接触约束条件,但数值求解更为复杂.针对两类接触模型各自的优缺点,提出基于交互模式的建模方法.该方法将整个模型分为局部静力学模块和主体动力学模块,在每个积分步内,局部静力学模块求解接触力,主体动力学模块求解运动学变量,两个模型之间进行位移和力的交互.该方法综合了附加约束法和罚函数法各自的优点,既无需人为选取碰撞参数,又满足局部区域互不嵌入的约束条件,同时数值求解方便.通过杆-板碰撞的实验算例及滑块-滑槽多点碰撞的数值算例,验证了该方法的有效性. 展开更多
关键词 接触碰撞 交互模式 罚函数法 附加约束
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独立覆盖流形法的本质边界条件施加方法 预览 被引量:3
19
作者 苏海东 颉志强 《长江科学院院报》 CSCD 北大核心 2017年第12期140-146,共7页
目前, 数值流形方法、 无网格法等新的数值计算方法存在本质边界条件不易严格施加的问题.针对笔者前期提出的独立覆盖流形法, 通过一个悬臂梁的例子, 系统地分析了本质边界条件施加问题.采用多项式覆盖函数,提出了改进边界覆盖函数和直... 目前, 数值流形方法、 无网格法等新的数值计算方法存在本质边界条件不易严格施加的问题.针对笔者前期提出的独立覆盖流形法, 通过一个悬臂梁的例子, 系统地分析了本质边界条件施加问题.采用多项式覆盖函数,提出了改进边界覆盖函数和直接设定独立覆盖函数 2种方法, 不仅严格满足边界条件, 而且能保证边界附近的近似函数逼近真实解.这 2种方法避免了常用罚函数法中的罚数取值对计算结果和方程性态的影响问题, 而且只需令部分自由度不参与计算就能实现, 操作简单.通过设置覆盖函数来施加边界条件的方式可供其他新方法借鉴. 展开更多
关键词 数值流形方 独立覆盖 本质边界条件 多项式覆盖函数 罚函数法
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基于协同进化遗传算法的高速铁路运行调整研究 预览 被引量:2
20
作者 雷明 孟学雷 《铁道科学与工程学报》 CSCD 北大核心 2017年第6期1138-1146,共9页
以加权后总晚点时间最小为目标,以发车间隔、车站到发线数量、列车在区间运行时分等为约束条件建立高速铁路运行调整模型.针对其约束多,运算量大等特点,应用协同进化遗传算法的思想,将决策解和惩罚因子作为 2个进化子种群,分别采取合适... 以加权后总晚点时间最小为目标,以发车间隔、车站到发线数量、列车在区间运行时分等为约束条件建立高速铁路运行调整模型.针对其约束多,运算量大等特点,应用协同进化遗传算法的思想,将决策解和惩罚因子作为 2个进化子种群,分别采取合适的编码方式、适应度函数以及交叉变异规则进行问题的求解.最后,以郑武高铁的实际数据为例进行验证.研究结果表明:该方法能有效地完成高速铁路运行调整. 展开更多
关键词 高速铁路 列车运行调整 协同进化遗传算 罚函数法
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