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基于神经网络和遗传算法的火炮结构动力学优化 被引量:20
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作者 梁传建 杨国来 王晓锋 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第5期789-794,共6页
为研究炮口扰动优化问题,提出采用非线性有限元、试验设计、神经网络和遗传算法相结合的方法进行火炮结构动力学优化。建立了某大口径火炮上装部分非线性有限元动力学模型,结合试验设计进行了火炮结构动力学分析。以试验数据为训练样本... 为研究炮口扰动优化问题,提出采用非线性有限元、试验设计、神经网络和遗传算法相结合的方法进行火炮结构动力学优化。建立了某大口径火炮上装部分非线性有限元动力学模型,结合试验设计进行了火炮结构动力学分析。以试验数据为训练样本,建立了基于贝叶斯正则化算法的反向传播(BP)神经网络来模拟火炮总体结构参数与炮口扰动之间的非线性映射关系。构造了炮口扰动优化目标函数,利用遗传算法对目标函数进行求解,实现了火炮总体结构参数的动力学优化。研究表明所建立的火炮总体结构参数与炮口扰动之间的非线性映射关系具有很高的可信度,运用该方法进行火炮结构动力学优化行之有效。 展开更多
关键词 兵器科学与技术 非线性有限元 试验设计 神经网络 结构动力学优化
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4自由度含局部闭链式码垛机器人动力学优化设计 被引量:24
2
作者 张良安 马寅东 +1 位作者 单家正 解安东 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第11期336-341,共6页
提出一种4自由度含局部闭链式码垛机器人动力学优化设计方法。在建立其刚体动力学模型的基础上,提出在目标轨迹及确定运动规律下,以机器人大臂与小臂关节驱动力矩基于目标轨迹上的最大值最小作为动力学优化目标。在此基础上,构造有约束... 提出一种4自由度含局部闭链式码垛机器人动力学优化设计方法。在建立其刚体动力学模型的基础上,提出在目标轨迹及确定运动规律下,以机器人大臂与小臂关节驱动力矩基于目标轨迹上的最大值最小作为动力学优化目标。在此基础上,构造有约束的多目标优化问题,并利用理想点法将该多目标优化问题转化成单目标优化问题加以解决。工程实例证明利用所提方法优化后得到的机器人尺度参数,能够使机器人在目标轨迹上的动力学性能明显改善,大臂与小臂关节驱动力矩峰值降幅分别为9.782%和8.207%,说明优化方法合理、有效。 展开更多
关键词 码垛机器人局部闭链轨迹规划 动力学优化设计
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内燃机配气凸轮机构型线的动力学优化设计 被引量:13
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作者 卢月娥 任述光 杨大平 《湖南农业大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2002年第6期522-524,共3页
为减少内燃机配气机构的冲击振动 ,提高其动力性和经济性 ,用优化设计方法将配气机构简化为单质量振动系统 ,建立其动力学优化设计的数学模型 .以复合摆线 型凸轮为例 ,进行动力学优化设计 .结果表明 :优化方案和原方案相比 ,丰满系数... 为减少内燃机配气机构的冲击振动 ,提高其动力性和经济性 ,用优化设计方法将配气机构简化为单质量振动系统 ,建立其动力学优化设计的数学模型 .以复合摆线 型凸轮为例 ,进行动力学优化设计 .结果表明 :优化方案和原方案相比 ,丰满系数提高了 1.2 5 % ,动态最大正加速度在上升段下降 1% ,但在下降段上升了 5 % ,动态最大负加速度下降 6.4% ,系统动态速度及动态加速度振幅比未优化方案要小 。 展开更多
关键词 凸轮机构型线 动力学优化设计 内燃机 配气机构 单质量振动系统 数学模型
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基于遗传算法的火炮总体参数动力学优化 被引量:10
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作者 蔡文勇 马福球 杨国来 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第6期974-977,共4页
为提高火炮射击精度,寻找最佳的总体参数,本文利用小生境遗传算法,实现了与ADAMS软件联合进行火炮总体参数动力学优化设计。结合某火炮,对上述方法进行了计算,计算结果表明:优化后的炮口扰动值比优化前明显降低;小生境遗传算法一次可以... 为提高火炮射击精度,寻找最佳的总体参数,本文利用小生境遗传算法,实现了与ADAMS软件联合进行火炮总体参数动力学优化设计。结合某火炮,对上述方法进行了计算,计算结果表明:优化后的炮口扰动值比优化前明显降低;小生境遗传算法一次可以搜索出多个有效方案,给火炮总体布置带来更大灵活性。 展开更多
关键词 机械学 火炮 总体参数 动力学优化 ADAMS软件 小生境遗传算法
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热超声封装高频换能器的动力学优化设计 被引量:4
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作者 王福军 赵兴玉 +1 位作者 张大卫 武一民 《天津大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第5期536-540,共5页
为提高热超声封装效率、降低封装温度,研究了高频超声换能器的动力学优化设计.基于一维振动和波动理论,建立了换能器的解析模型,得到了压电振子、指数形聚能器和劈刀的波动方程.借助有限元分析软件ANSYS参数化建模,分别对压电振子和聚... 为提高热超声封装效率、降低封装温度,研究了高频超声换能器的动力学优化设计.基于一维振动和波动理论,建立了换能器的解析模型,得到了压电振子、指数形聚能器和劈刀的波动方程.借助有限元分析软件ANSYS参数化建模,分别对压电振子和聚能器进行优化设计.考虑材料、形状和尺寸对其振动特性的影响,得到了换能器最优模型.通过阻抗分析仪和多普勒激光测振仪对换能器进行电谐振和机械谐振测试.实验结果表明,该换能器在其工作频率附近不存在非纵振模态和其它寄生的振动形式,从而方便了超声信号发生器设计. 展开更多
关键词 热超声封装 超声换能器 动力学优化设计 激光多普勒测试
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高速凸轮NURBS廓线改进人工鱼群多目标动力学优化 被引量:3
6
作者 玄冠涛 邵园园 +2 位作者 吕钊钦 冯显英 郑继周 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2013年第12期122-125,130,共5页
为改善高速凸轮机构动力学性能,首先采用非均匀有理B样条(NURBS)重构凸轮廓线,建立高速凸轮单自由度弹性动力学模型,进行高速凸轮机构多目标动力学优化设计。然后利用改进人工鱼群算法求解该模型,获取系统Pareto最优解从而得到优化后的N... 为改善高速凸轮机构动力学性能,首先采用非均匀有理B样条(NURBS)重构凸轮廓线,建立高速凸轮单自由度弹性动力学模型,进行高速凸轮机构多目标动力学优化设计。然后利用改进人工鱼群算法求解该模型,获取系统Pareto最优解从而得到优化后的NURBS廓线。最后,分析和比较高速凸轮机构在NURBS和修正正弦两种廓线下的动力学响应。结果表明:改进人工鱼群算法可以有效解决多目标优化问题,优化后NURBS廓线运动学特性与修正正弦廓线相差不大,在一定程度上降低了高速凸轮机构的残余振动幅值,提高了高速凸轮机构的定位精度和动力性能,减少了振动和冲击的噪声。 展开更多
关键词 NURBS廓线 改进人工鱼群算法 多目标动力学优化 残余振动
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基于Nastran动力学优化的频响函数模型修正方法 被引量:9
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作者 高庆 王建民 +1 位作者 王晓晖 荣克林 《导弹与航天运载技术》 北大核心 2010年第3期39-42,47,共5页
在MSC.Nastran的动力学优化设计功能的基础上,采用加速度频响函数的模型修正方法,以频响函数试验结果为目标函数,以结构参数为设计变量,在某双星系统有限元模型基础上构建优化模型,进行动力学优化设计,达到修正模型的目的。优化后模型... 在MSC.Nastran的动力学优化设计功能的基础上,采用加速度频响函数的模型修正方法,以频响函数试验结果为目标函数,以结构参数为设计变量,在某双星系统有限元模型基础上构建优化模型,进行动力学优化设计,达到修正模型的目的。优化后模型分析结果无论是共振频率还是幅值均与试验数据吻合很好,并且模型修正的过程简单,实用性强,具有广阔的工程应用前景。 展开更多
关键词 动力学优化 加速度频响函数 模型修正
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基于神经网络的火箭发动机结构动力学优化 被引量:4
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作者 袁军社 杨全洁 +1 位作者 李锋 陈守芳 《火箭推进》 CAS 2016年第4期53-57,共5页
针对大推力液体火箭发动机研制中面临的低频结构动力学频率优化问题,采用有限元方法及试验模态方法建立了可信的发动机低频动力学模型,对结构的低频动力学特性进行灵敏度分析,提取对发动机低阶固有频率比较敏感的设计变量。以这些设计... 针对大推力液体火箭发动机研制中面临的低频结构动力学频率优化问题,采用有限元方法及试验模态方法建立了可信的发动机低频动力学模型,对结构的低频动力学特性进行灵敏度分析,提取对发动机低阶固有频率比较敏感的设计变量。以这些设计变量作为神经网络的输出,待优化的结构固有频率作为输入,通过改进的神经网络建立了映射关系,最后优化得到能使固有频率达到目标值的设计变量值。通过有限元验证,优化结果满足要求。 展开更多
关键词 火箭发动机 结构动力学优化 BP神经网络
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被动约束层阻尼梁动力学优化研究 被引量:6
9
作者 李恩奇 盛秀成 +1 位作者 申志彬 王江枫 《机械强度》 CAS CSCD 北大核心 2012年第2期176-182,共7页
研究被动约束层阻尼(passive constrained layer damping,PCLD)梁的动力学优化问题,优化变量为PCLD的起始位置、覆盖长度、阻尼层厚度和约束层厚度。在局部覆盖PCLD梁动力学特性的传递函数解的基础上,建立PCLD梁的单目标和多目标优化模... 研究被动约束层阻尼(passive constrained layer damping,PCLD)梁的动力学优化问题,优化变量为PCLD的起始位置、覆盖长度、阻尼层厚度和约束层厚度。在局部覆盖PCLD梁动力学特性的传递函数解的基础上,建立PCLD梁的单目标和多目标优化模型。单目标优化中以结构模态损耗因子最大为优化目标,讨论约束条件中PCLD附加结构质量系数对优化结果的影响。多目标优化中以各阶模态损耗因子最大、各阶固有频率改变量最小和PCLD附加的结构质量最小为优化目标,增加约束层纵振频率的约束条件,讨论优化目标函数中各权重系数对优化结果的影响。此外,还在有限元软件MSC.Patran/Nastran中二次开发出PCLD梁动力学优化模块。两种方法的优化结果一致,验证本文计算结果的正确性。 展开更多
关键词 动力学优化 被动约束层阻尼梁 传递函数方法 混合遗传算法 二次开发
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一种柔性冗余度机器人的动力学优化算法 被引量:2
10
作者 吴立成 陆震 +1 位作者 于守谦 郑红 《机械科学与技术》 EI CSCD 北大核心 2001年第3期338-339,共2页
提出了一种柔性冗余度机器人的动力学优化算法 ,它采用拉格朗日乘子法 ,既根据复模态算法进行动力学优化以实现机器人末端的振动抑制 ,又可同时进行关节驱动力矩的优化。最后通过对三维四自由度柔性机器人的数值仿真 。
关键词 柔性 冗余度机器人 动力学优化 振动抑制
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约束阻尼板的渐进法结构减振拓扑动力学优化 被引量:4
11
作者 贺红林 陶结 +1 位作者 袁维东 肖智勇 《噪声与振动控制》 CSCD 2016年第1期15-20,共6页
旨在为结构减振设计奠定一定基础,研究约束阻尼板减振优化问题。建立约束阻尼板动力学平衡方程,推导模态损耗因子计算模型。构建以模态损耗因子最大为目标,黏弹性材料用量及模态频率变动最小为约束的阻尼板拓扑优化数学模型,推导模态损... 旨在为结构减振设计奠定一定基础,研究约束阻尼板减振优化问题。建立约束阻尼板动力学平衡方程,推导模态损耗因子计算模型。构建以模态损耗因子最大为目标,黏弹性材料用量及模态频率变动最小为约束的阻尼板拓扑优化数学模型,推导模态损耗因子灵敏度算式。引入渐进结构优化方法对约束阻尼板动力学优化模型进行求解,采用独立网格滤波技术,解决优化迭代中出现的棋盘格问题。编制阻尼板拓扑优化程序,实现约束阻尼板减振优化。仿真显示,与非优化删除方法相比,采用渐进拓扑动力学优化,更有利于实现黏弹材料优化布局,且模态频率变化比较稳定。对阻尼结构进行谐响应分析,以验证拓扑优化方法有效性,引入模态损耗因子体积密度指标以评价阻尼板减振拓扑优化性能。研究表明,若能实现结构模态损耗因子最大化,约束阻尼板减振效果明显。该方法对于约束阻尼板设计具有较强实用性,拥有较高的稳定性。 展开更多
关键词 振动与波 约束阻尼板 模态损耗因子 棋盘格 动力学优化
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平缝机刺布挑线机构的动力学优化 被引量:5
12
作者 刘亚辉 杨华 周长江 《噪声与振动控制》 CSCD 2013年第2期91-94,100,共5页
工业平缝机是缝制行业应用最为广泛的装备之一,其刺布挑线机构对整机的振动与冲击影响较大,对该机构进行优化有助于整机的减振降噪。建立了平缝机刺布挑线机构的虚拟样机模型,对其进行动力学分析。基于部分平衡理论,以针杆曲柄处最大惯... 工业平缝机是缝制行业应用最为广泛的装备之一,其刺布挑线机构对整机的振动与冲击影响较大,对该机构进行优化有助于整机的减振降噪。建立了平缝机刺布挑线机构的虚拟样机模型,对其进行动力学分析。基于部分平衡理论,以针杆曲柄处最大惯性力最小为优化目标,建立优化数学模型,通过改变构件的质心坐标位置及质量等参数来实现机构惯性力的最佳平衡。试验表明该优化方法具有一定的可信度,部分平衡法应用于解决如高速平缝机等复杂机械系统的振动和噪声有一定的参考价值。 展开更多
关键词 振动与波 工业平缝机 刺布挑线机构 部分平衡 针杆曲柄 动力学优化
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机电耦联系统指数惯性权粒子群动力学优化方法 被引量:3
13
作者 李强 武建新 孙燕 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2009年第3期286-290,共5页
机电耦合系统动力学优化是多学科交叉的机电一体化理论问题,本文针对该类问题进行了优化建模及优化方法的研究,提出了指数惯性权粒子群优化算法,完成其收敛性分析。经算例验证,该优化算法在有限的时间内可得到具有工程实用价值的优化结... 机电耦合系统动力学优化是多学科交叉的机电一体化理论问题,本文针对该类问题进行了优化建模及优化方法的研究,提出了指数惯性权粒子群优化算法,完成其收敛性分析。经算例验证,该优化算法在有限的时间内可得到具有工程实用价值的优化结果,是解决该类问题的有效途径。 展开更多
关键词 粒子群算法 机电耦合系统 动力学优化
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四边形板开孔动力学优化设计研究 被引量:4
14
作者 王栋 禹志刚 《机械强度》 CAS CSCD 北大核心 2012年第3期459-464,共6页
四边形板内开孔后,其原有的力学性能要发生改变。开孔的形状、位置和转动等因素都会对其性能产生影响。采用超椭圆方程对开孔边界进行数学描述。通过遗传算法对开孔进行优化设计,使开孔板的动力特性达到最优。通过一些典型算例验证所用... 四边形板内开孔后,其原有的力学性能要发生改变。开孔的形状、位置和转动等因素都会对其性能产生影响。采用超椭圆方程对开孔边界进行数学描述。通过遗传算法对开孔进行优化设计,使开孔板的动力特性达到最优。通过一些典型算例验证所用方法的可行性,以及优化结果的准确性。计算结果表明对开孔进行优化设计,可以明显改善板的动力性能。 展开更多
关键词 遗传算法 开孔形状 四边形板 动力学优化 超椭圆方程
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轨道刚度的影响分析及动力学优化 被引量:50
15
作者 刘学毅 《西南交通大学学报》 EI CSCD 北大核心 2004年第1期1-5,共5页
应用轮轨系统动力学的频域分析方法,研究了轨道刚度对轨道动力特性的影响规律.提出了轨道动力参数对轨道刚度的敏感系数的概念,依据敏感系数的特性,初步建立了轨道总刚度取值、扣件与道床刚度比值的动力学优化分析方法.作为算例,对我国... 应用轮轨系统动力学的频域分析方法,研究了轨道刚度对轨道动力特性的影响规律.提出了轨道动力参数对轨道刚度的敏感系数的概念,依据敏感系数的特性,初步建立了轨道总刚度取值、扣件与道床刚度比值的动力学优化分析方法.作为算例,对我国高速铁路的轨道刚度进行了初步优化分析,认为轨道总刚度合理取值范围为62.0~86.9kN/mm,扣件与道床刚度的最优比值约为0.5. 展开更多
关键词 轮轨系统动力学 轨道刚度 动力学优化 频域分析
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粘弹阻尼抗振结构双向渐进法拓扑动力学优化 被引量:4
16
作者 贺红林 陶结 +1 位作者 刘尧弟 夏自强 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第8期339-345,412,共8页
基于阻尼结构各层形变位移关系,推导了结构振动微分方程。构建了以阻尼比最大化为优化目标,阻尼材料用量为约束,阻尼单元状态为设计变量的拓扑优化数学模型。为寻找结构优化迭代方向,推导了模态阻尼比灵敏度。建立阻尼单元增删准则,利... 基于阻尼结构各层形变位移关系,推导了结构振动微分方程。构建了以阻尼比最大化为优化目标,阻尼材料用量为约束,阻尼单元状态为设计变量的拓扑优化数学模型。为寻找结构优化迭代方向,推导了模态阻尼比灵敏度。建立阻尼单元增删准则,利用独立网格滤波技术进行滤波处理,采用双向渐进优化算法对阻尼结构进行了拓扑优化。按常规渐进法优化后,1阶、3阶阻尼比增幅分别为54.51%、36.21%,而按双向渐进优化所得相应阶次的模态阻尼比增幅则分别达76.69%、58.36%,且可有效改善阻尼结构优化后的棋盘格现象。为验证双向渐进优化算法拓扑优化结果,对阻尼结构进行谐响应分析与仿真,结果表明:采用双向渐进法优化时,结构特定阶次响应幅值更低,减振效果更佳。 展开更多
关键词 阻尼抗振结构 双向渐进法 模态阻尼比 拓扑动力学优化
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某重型变速器壳体的结构动力学优化 被引量:6
17
作者 杨啟梁 任波 +1 位作者 李瑾宁 胡溧 《机械设计与制造》 北大核心 2020年第11期90-93,共4页
为了改善某重型变速器壳体的动态特性,对其进行了结构动力学优化。对壳体进行了试验模态和计算模态分析。采用结构优化思想对壳体有限元模型进行修正提高了模型精度。以优化壳体第9阶约束模态固有频率(647Hz)为目标,对其主箱13根加强筋... 为了改善某重型变速器壳体的动态特性,对其进行了结构动力学优化。对壳体进行了试验模态和计算模态分析。采用结构优化思想对壳体有限元模型进行修正提高了模型精度。以优化壳体第9阶约束模态固有频率(647Hz)为目标,对其主箱13根加强筋的厚度和高度进行了参数化处理,联合Workbench软件对其进行了"参数关联性分析",获取了参数的灵敏度并将其缩减至4个独立参数。最终对上述参数进行动力学优化,将壳体第9阶固有频率提高至662Hz,避免了壳体发生共振。该研究思路可为类似结构的变速箱动力学优化问题提供参考。 展开更多
关键词 重型变速器壳体 有限元模型修正 参数关联性分析 结构动力学优化
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基于Logistic插值模型的约束阻尼结构拓扑动力学优化 被引量:3
18
作者 贺红林 邓传涛 +1 位作者 李洪坤 夏自强 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第5期2070-2078,I0017,共10页
建立阻尼板有限元动力学方程,求解模态损耗因子算式。构建以模态损耗因子倒数为目标函数,以阻尼单元相对密度为拓扑变量,以阻尼材料用量及频率为约束的优化模型,采用优化准则法解算该模型。运用序列凸规划法构造目标函数的凸性逼近函数... 建立阻尼板有限元动力学方程,求解模态损耗因子算式。构建以模态损耗因子倒数为目标函数,以阻尼单元相对密度为拓扑变量,以阻尼材料用量及频率为约束的优化模型,采用优化准则法解算该模型。运用序列凸规划法构造目标函数的凸性逼近函数而对准则法进行改进,基于SIMP(SolidIstropicMaterialwithPenalization)和RAMP(RationalApproximationofMaterial Properties)材料插值模型推导出逼近函数对于拓扑变量的灵敏度,从而实现了两种插值模型下的改进准则法(OC),并验证了改进法具有全域性优化特性。针对这两种插值模型在对阻尼单元的密度进行惩罚时存在偏惠性问题,结合Logistic(LOGS)函数的几何特征,提出可以对单元密度范围进行选择性惩罚的LOGS模型,编程实现了基于LOGS插值的改进准则法。研究表明:LOGS模型比SIMP和RAMP具有更佳的单元惩罚特性,能更均衡地将单元中间密度惩罚至0或1,从而能得到更具全域性、减振效果更佳、更便于实施的阻尼与约束层优化构型。 展开更多
关键词 约束阻尼板 模态损耗因子 改进准则法 LOGS插值模型 动力学优化
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微生物动力学优化算法 被引量:3
19
作者 陆秋琴 黄光球 《计算机科学与探索》 CSCD 北大核心 2019年第9期1567-1581,共15页
为了解决一类函数优化问题,利用带时滞影响的混杂食物链微生物培养动力学理论提出一种微生物动力学优化(MDO)算法。在该算法中,假设有多个微生物种群在一个培养系统中培养,微生物种群的生长不但受注入到培养系统中的培养液流量、营养物... 为了解决一类函数优化问题,利用带时滞影响的混杂食物链微生物培养动力学理论提出一种微生物动力学优化(MDO)算法。在该算法中,假设有多个微生物种群在一个培养系统中培养,微生物种群的生长不但受注入到培养系统中的培养液流量、营养物质和有害物质的浓度影响,而且受种群之间相互作用的影响;定期注入的培养液会突然增加营养物质和有毒物质的浓度,从而会突然加大对种群的影响。利用上述特点构造出了吸收算子、攫取算子、混杂算子和毒素算子;利用这些算子和种群的生长变化,能够快速求解优化问题的全局最优解。仿真实验结果表明,MDO算法对求解维数较高的优化问题具有一定的优势。 展开更多
关键词 群智能优化算法 微生物培养动力学 微生物种群 微生物动力学优化(MDO)算法
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保护区种群迁移动力学优化算法 被引量:2
20
作者 黄光球 陆秋琴 《计算机科学》 CSCD 北大核心 2020年第2期186-194,共9页
为了求解一些复杂优化问题的全局最优解,基于保护区种群迁移动力学模型,提出了一种新的群智能优化算法,简称PZPMDO算法。在该算法中,假设有很多生物种群生活在某生态系统中,该生态系统被分成两个区域,即非保护区和保护区,对生活在保护... 为了求解一些复杂优化问题的全局最优解,基于保护区种群迁移动力学模型,提出了一种新的群智能优化算法,简称PZPMDO算法。在该算法中,假设有很多生物种群生活在某生态系统中,该生态系统被分成两个区域,即非保护区和保护区,对生活在保护区内的生物种群实施各种保护。在非保护区与保护区之间存在种群迁移通道,若某区域内的某生物种群的密度过高,该生物种群就会自发地迁移到低密度区域,从而导致低密度区域内的生物种群受到迁移过来的生物种群的影响;若某生物种群的占比越大,该生物种群的影响也就越大;若某生物种群越强壮,该生物种群就越会将其优势传播给其他生物种群。不同区域内的各生物种群因生存竞争而相互影响,这种影响会体现在种群部分特征间的相互作用上,且该影响是随时间变化的。文中采用ZGI指数描述一个生物种群的强弱程度,利用保护区种群迁移动力学模型、种群迁移和相互影响关系构造算子。PZPMDO算法拥有8个算子,且演化时每次仅处理总变量数的1/1000~1/100,具有搜索速度快和全局收敛性的特点,适用于求解维数较高的全局优化问题。 展开更多
关键词 群智能优化算法 保护区种群迁移动力学 种群动力学优化算法 全局收敛性
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