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基于进化多任务的稀疏大规模多目标优化 被引量:1
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作者 梁正平 王侃 +2 位作者 周倩 王继刚 朱泽轩 《计算机学报》 北大核心 2025年第2期358-380,共23页
稀疏大规模多目标优化存在稀疏位置探测困难、搜索空间巨大等诸多挑战,现有为数不多的稀疏大规模多目标优化算法在稀疏位置的探测准确率和非零决策变量的优化程度方面尚存在较大提升空间.为进一步提升稀疏大规模多目标优化的性能,本文... 稀疏大规模多目标优化存在稀疏位置探测困难、搜索空间巨大等诸多挑战,现有为数不多的稀疏大规模多目标优化算法在稀疏位置的探测准确率和非零决策变量的优化程度方面尚存在较大提升空间.为进一步提升稀疏大规模多目标优化的性能,本文从辅助任务构建与优化、辅助任务重新初始化、知识迁移等三个方面,提出了基于进化多任务优化的稀疏大规模多目标优化算法(Evolutionary Multi-Task for Sparse Large-scale Multi-objective Op⁃timization,SLMO-EMT).其中,辅助任务构建与优化方面,基于主任务精英解的稀疏分布,采用两种不同的方式对决策变量的搜索空间进行限定,构建分别用于对稀疏位置和非零决策变量进行降维优化的两个辅助任务.辅助任务重新初始化方面,根据辅助任务在历史迭代中的知识迁移效果,对其搜索空间和当前种群进行更新,以使辅助任务可持续促进主任务的进化.知识迁移方面,首先基于轮询方式和各辅助任务的知识迁移概率,挑选用于知识迁移的辅助任务,再基于相似度挑选适合的知识受体,最后在子代生成过程中采用迁移知识引导的局部交叉,借助辅助任务的知识促进主任务的进化.为验证SLMO-EMT的性能,将其与8个先进的稀疏大规模多目标优化算法在1000-10000维的32个基准测试实例,以及8个应用测试实例上进行对比,实验结果表明SLMO-EMT对于稀疏大规模多目标优化问题的求解具有明显的竞争优势.SLMO-EMT的源代码已在Github上公开:https://github.com/CIA-SZU/WK. 展开更多
关键词 稀疏大规模多目标优化 进化多任务 辅助任务 知识迁移
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汽车中立柱内板冲压的新型选择NSGA-Ⅱ多目标优化 被引量:1
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作者 赵亮 彭琳 《机械设计与制造》 北大核心 2025年第2期280-284,288,共6页
为了减小汽车中立柱冲压成形的最大减薄率和最大增厚率,提出了基于新型选择NSGA-Ⅱ算法的冲压优化方法。介绍了中立柱冲压成形工艺和高强度钢材料;以最小化最大减薄率和最大增厚率为目标,建立了多目标优化模型;使用最优拉丁超立方抽样... 为了减小汽车中立柱冲压成形的最大减薄率和最大增厚率,提出了基于新型选择NSGA-Ⅱ算法的冲压优化方法。介绍了中立柱冲压成形工艺和高强度钢材料;以最小化最大减薄率和最大增厚率为目标,建立了多目标优化模型;使用最优拉丁超立方抽样法在优化空间抽取了30个采样点,借助AutoForm R7软件得到相应的最大减薄率和最大增厚率;使用3阶响应面模型拟合了参数间回归模型,并验证了模型的回归精度。给出了融合非支配排序层和自身累积被支配数的新型选择策略,并将其融入到NSGA-Ⅱ算法中,提出了新型选择NSGA-II算法,并将该算法应用于优化模型求解。经生产验证,最大减薄率均值由当13.1%减小为11.6%,最大增厚率均值由1.05%减小为0.98%,验证了这里的方法在中立柱冲压优化中的有效性。 展开更多
关键词 汽车中立柱 高强度钢 新型选择策略 多目标优化 响应面模型
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基于NSGA-Ⅱ遗传算法的市域快线无砟轨道结构多目标优化 被引量:1
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作者 冯青松 王龙 +1 位作者 孙魁 李秋义 《铁道标准设计》 北大核心 2025年第1期15-21,共7页
为研究市域快线无砟轨道结构轻量化经济性、列车快速运行安全性协同优化设计问题,利用多体动力学软件Universal Mechanical建立车辆-轨道空间耦合模型,详细分析轨道板长度、宽度、厚度、弹性模量和扣件刚度、扣件间距单独变化时,对市域... 为研究市域快线无砟轨道结构轻量化经济性、列车快速运行安全性协同优化设计问题,利用多体动力学软件Universal Mechanical建立车辆-轨道空间耦合模型,详细分析轨道板长度、宽度、厚度、弹性模量和扣件刚度、扣件间距单独变化时,对市域D型动车以速度160 km/h通过时所引起的轮轨系统动力响应,通过响应面实验得到市域快线无砟轨道钢轨垂向位移响应面模型,并经NAGA-Ⅱ遗传算法进行多目标优化得到最优参数组合。结果表明:通过单因素试验,对钢轨垂向位移影响显著的依次为扣件间距、扣件刚度和轨道板长度;建议在进行市域快线无砟轨道结构设计时将钢轨垂向位移作为关键评价指标;各设计变量对市域快线无砟轨道力学性能影响的主次顺序依次为扣件间距、扣件刚度、轨道板长度、轨道板宽度、轨道板厚度、轨道板弹性模量;推荐设计方案为扣件系统刚度25 kN/mm,扣件间距0.625 m,轨道板长度4.9 m,轨道板宽度2.8 m,轨道板厚度0.26 m,轨道板混凝土等级C40。 展开更多
关键词 市域快线 无砟轨道 响应面法 NSGA-Ⅱ遗传算法 多目标优化
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面向啮合接触的斜齿轮修形多目标优化研究 被引量:1
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作者 周微 张全民 《机械设计与制造》 北大核心 2025年第1期374-379,384,共7页
以齿轮啮合接触分析为研究对象,提出了一种既能减振降噪又能使齿面载荷均匀分布的多目标优化设计方法。通过传输误差幅值的对比实验与理论计算,验证了载荷齿面接触分析模型的正确性。在此基础上,给出了齿面载荷分布的计算方法,并进一步... 以齿轮啮合接触分析为研究对象,提出了一种既能减振降噪又能使齿面载荷均匀分布的多目标优化设计方法。通过传输误差幅值的对比实验与理论计算,验证了载荷齿面接触分析模型的正确性。在此基础上,给出了齿面载荷分布的计算方法,并进一步提出了齿面载荷均匀分布的判断方法。以扭转方向相对速度最小和齿面载荷均匀分布为优化目标,构造多目标优化函数,得到最优修形参数。在此基础上给出了实例来说明所提出的方法,结果表明优化后沿扭转方向相对速度和左右齿面载荷差得到了大幅降低,验证了优化后的修形效果。 展开更多
关键词 载荷分配 修形 斜齿轮 动力特性 多目标优化
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高校图书馆中庭天窗多目标优化设计研究——以中国石油大学(华东)古镇口校区西区学习中心为例 被引量:1
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作者 王扬 陈大鹏 黄锐聪 《南方建筑》 北大核心 2025年第1期23-34,共12页
随着我国高等教育的不断发展,高校师生对建筑空间提出了更高的要求。中庭空间是现代图书馆的核心空间,天窗作为中庭空间的顶部围护结构,对改善建筑采光、调节物理环境有着重要作用。以中国石油大学(华东)古镇口校区西区学习中心为案例,... 随着我国高等教育的不断发展,高校师生对建筑空间提出了更高的要求。中庭空间是现代图书馆的核心空间,天窗作为中庭空间的顶部围护结构,对改善建筑采光、调节物理环境有着重要作用。以中国石油大学(华东)古镇口校区西区学习中心为案例,基于高校教学周期与图书馆使用行为,采用多目标优化策略,综合考量功能性与健康性空间需求,以标准采光系数占比(sDF)、日光眩光概率(DGP)、有效采光占比(sUDI)、昼夜节律频率(CF)、天窗不利辐射(Rad)为评价指标,探究高校图书馆中庭天窗设计方法。总结了天窗形态变量,构建了一个简化的参数化空间模型。前期开展了合理的预实验,梳理了各项参数的数值特征,形成了非视觉效应性能模拟基础数据。模拟寻优阶段采用了Rhino-Grasshopper参数化平台,借助环境性能模拟插件Ladybug Tools和寻优插件Wallacei进行优化求解。运算阶段共产生1800组数据和314项帕累托最优解。基于多阶段的方案验证机制,筛选阶段提取出适宜且多样的解决方案,明确了各决策变量与优化目标的作用关系。上述方法强调形态参数、行为特点、使用需求的关联,最大程度避免了传统建筑设计方法的主观思维,可以为中庭天窗设计提供参考。 展开更多
关键词 多目标优化 中庭天窗 高校图书馆 视觉与非视觉效应 使用行为
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基于多目标优化策略的最佳无线传感器布置 被引量:1
6
作者 安葳鹏 刘镕飞 《小型微型计算机系统》 北大核心 2025年第3期751-758,共8页
无线传感网络消除了物理电缆,降低了结构健康监测系统收集信息的难度,但通常具有较低的带宽和有限的能量.为了使结构健康监测系统获得最有效的信息和最高的网络性能,将最佳无线传感器布置问题表述为一个多目标优化问题,其中信息有效性... 无线传感网络消除了物理电缆,降低了结构健康监测系统收集信息的难度,但通常具有较低的带宽和有限的能量.为了使结构健康监测系统获得最有效的信息和最高的网络性能,将最佳无线传感器布置问题表述为一个多目标优化问题,其中信息有效性被指定为模态保证准则,网络性能通过能量效率与网络连接性相结合来衡量.针对此问题,提出了一种多种群自动学习的鲸鱼优化算法,用整数编码代替二进制编码对解进行编码;采用多种群策略搜索最优解;最后通过自动学习机制加快寻找帕累托最优解集.数值实验表明,优化准则可以在信息有效性和网络性能之间进行权衡,算法能够有效解决最佳无线传感器布置问题,并且优于常用的非支配排序遗传算法. 展开更多
关键词 无线传感网络 结构健康监测 鲸鱼优化算法 最佳传感器布置 多目标优化
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畜舍内循环除湿系统多目标优化调控算法研究
7
作者 张继成 闫艺璇 +2 位作者 郑萍 谢秋菊 黎煊 《农业机械学报》 北大核心 2025年第4期483-492,共10页
针对寒区冬季密闭式畜舍内现有的温湿环境调控热量损失大、补温能耗高,以及仅依赖温度或湿度等单一指标调控而导致环境调控效果不佳等问题,基于课题组前期研发的寒区畜舍内循环除湿系统,提出一种改进的多目标优化算法(Improved non-domi... 针对寒区冬季密闭式畜舍内现有的温湿环境调控热量损失大、补温能耗高,以及仅依赖温度或湿度等单一指标调控而导致环境调控效果不佳等问题,基于课题组前期研发的寒区畜舍内循环除湿系统,提出一种改进的多目标优化算法(Improved non-dominated sorting genetic algorithm-Ⅱ,INSGA-Ⅱ)优化该系统保温、除湿和能耗的运行效果。INSGA-Ⅱ采用自适应差分变异算子和改进精英保留策略的方法,增加最优解的种群多样性,避免算法陷入局部收敛。通过Zitzler-Deb-Thiele(ZDT)系列测试函数验证,改进INSGA-Ⅱ算法的反向世代距离(Inverted generational distance,IGD)和世代距离(Generational distance,GD)指标都优于传统NSGA-Ⅱ算法,与真实解更为接近。内循环除湿系统优化调控性能数据表明,空间广泛性评价指标(Spacing,SP)从NSGA-Ⅱ的0.1118降低到INSGA-Ⅱ的0.0202,最优解分布域显著增加,可为系统运行的优化调控提供更为广泛的参考依据,同时求解速度提高106.42%。在除湿系统仿真调控效果方面,INSGA-Ⅱ算法调控平均降温比NSGA-Ⅱ算法减少1.43℃,降幅为23.06%,减少了由除湿带来的舍内降温,能够获得更好的保温节能效果。因此,改进INSGA-Ⅱ优化算法有助于提升畜舍内循环除湿系统工作性能,为畜舍温湿环境精准调控提供可行的技术支撑。 展开更多
关键词 畜舍环境调控 内循环除湿系统 节能 改进NSGA-Ⅱ 多目标优化
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含J-C损伤的前吸能装置低速碰撞多目标优化
8
作者 朱孙科 黄德明 +1 位作者 王秋林 王正伦 《机械设计与制造》 北大核心 2025年第1期258-264,共7页
为提升前吸能装置整体碰撞性能,建立了含防撞梁、吸能盒和刚性墙的100%正面低速碰撞有限元显式动力学模型,及前吸能装置多目标优化模型。采用Johnson-Cook损伤本构模拟铝合金材料碰撞损伤特性,以整车最大质心加速度、最大质心位移和吸... 为提升前吸能装置整体碰撞性能,建立了含防撞梁、吸能盒和刚性墙的100%正面低速碰撞有限元显式动力学模型,及前吸能装置多目标优化模型。采用Johnson-Cook损伤本构模拟铝合金材料碰撞损伤特性,以整车最大质心加速度、最大质心位移和吸能装置总质量等评价指标为优化目标,以防撞梁和吸能盒截面的宽度、长度和厚度等7个结构尺寸作为设计变量,以吸能装置最大吸收能量为约束条件。采用NSGA-Ⅱ算法对前吸能装置多目标优化模型进行求解,优化结构与初始设计结构进行40%偏置碰撞对比验证。通过分析100%低速正面碰撞多目标优化结果可知,在整车最大质心位移增加约3%的情况下,最大质心加速度和最大防撞梁碰撞力下降35%以上,前吸能装置减重达23%。由40%低速偏置碰撞对比验证结果可知,整车最大质心加速度、最大质心位移和防撞梁碰撞力峰值等性能参数较优化前下降10%以上。研究结果为前吸能装置碰撞性能优化提供设计参考。 展开更多
关键词 J-C损伤本构 前吸能装置 显式动力学 低速碰撞 多目标优化
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HASKSM-MOSTOA算法求解烟组推手多目标优化问题
9
作者 郑维 林玉红 +1 位作者 慎龙舞 朱文魁 《机械设计与制造》 北大核心 2025年第7期219-225,共7页
针对卷烟包装机中烟组推手结构优化设计存在效率低、设计成本高、建模误差大等问题,提出一种基于自适应混合加点Kriging-MOSTOA的多目标优化方法。首先,为提高烟组推手优化代理模型的精度,引入了一种自适应混合加点Kriging代理模型(HASK... 针对卷烟包装机中烟组推手结构优化设计存在效率低、设计成本高、建模误差大等问题,提出一种基于自适应混合加点Kriging-MOSTOA的多目标优化方法。首先,为提高烟组推手优化代理模型的精度,引入了一种自适应混合加点Kriging代理模型(HASKSM)来构建烟组推手设计参数与性能之间的映射关系;其次,融合快速非支配排序策略、多项式变异算子和新的拥挤度距离计算策略,提出一种多目标乌燕鸥优化算法(MOSTOA),用于求解烟组推手多目标优化设计问题。最后,构建基于HASKSM-MOSTOA的烟组多目标优化设计流程,以测试函数和烟组推手工程案例验证了所提方法的可行性。结果表明:MOSTOA算法具有良好的寻优性能;同时,采用HASKSM-MOSTOA方法能够有效提高烟组推手多目标优化设计精度和效率,为提高卷烟包装设备优化设计提供了理论指导。 展开更多
关键词 烟组推手 自适应混合加点 多目标乌燕鸥算法 Kriging代理模型 多目标优化设计
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挖掘机工作过程动力特性仿真及主构件参数多目标优化设计方法
10
作者 林述温 陆哲 +3 位作者 危世佳 陈剑雄 顾天奇 谢钰 《中国机械工程》 北大核心 2025年第6期1371-1379,共9页
现有挖掘机主构件参数优化设计方法无法保证挖掘作业全过程多工况位置工作性能最优,且没有考虑作业过程中的能耗特性。研究了以典型工况作业全过程动力和能耗特性为目标的挖掘机工作装置主构件参数多目标优化设计方法。通过对基于ADAMS... 现有挖掘机主构件参数优化设计方法无法保证挖掘作业全过程多工况位置工作性能最优,且没有考虑作业过程中的能耗特性。研究了以典型工况作业全过程动力和能耗特性为目标的挖掘机工作装置主构件参数多目标优化设计方法。通过对基于ADAMS的参数化挖掘机虚拟样机的动力学仿真,分析了四种典型工况作业过程的液压缸驱动力和功率特性,确定了工作装置的优化工况,建立了新的综合考虑挖掘机典型工况作业过程液压缸驱动力传动比和功率特性的多目标优化数学模型,并结合实例对挖掘机整机工作装置参数化虚拟样机的铲斗、斗杆和动臂主构件参数进行顺序多目标优化。优化结果表明:该优化设计方法可显著提高挖掘机作业全过程工作装置传递动力的性能,降低液压缸能耗。 展开更多
关键词 挖掘机 主构件参数 虚拟样机 过程特性 多目标优化 顺序优化
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两阶段填充采样的半监督昂贵多目标优化算法
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作者 谭瑛 任新宇 +1 位作者 孙超利 王思思 《计算机应用》 北大核心 2025年第5期1605-1612,共8页
利用计算成本低廉的代理模型替换昂贵目标函数评价,以辅助进化算法对昂贵黑盒多目标优化问题的求解,近年来受到广泛关注。模型的准确度在代理模型辅助的多目标进化算法(MOEA)中发挥着重要作用,特别是当目标函数数量较多时,不准确的模型... 利用计算成本低廉的代理模型替换昂贵目标函数评价,以辅助进化算法对昂贵黑盒多目标优化问题的求解,近年来受到广泛关注。模型的准确度在代理模型辅助的多目标进化算法(MOEA)中发挥着重要作用,特别是当目标函数数量较多时,不准确的模型很容易引导算法朝错误的方向搜索;但目标函数评价昂贵,很难获得充裕的样本训练高质量的代理模型。因此,提出一种两阶段填充采样的半监督昂贵多目标优化算法(TISS-EMOA)。该算法引入半监督技术,选择部分无标签数据扩充训练数据集,从而提升模型的准确性;同时,提出两阶段选点的填充采样准则,以期在评价次数有限的情况下获得昂贵多目标优化问题的较优解集。为验证TISS-EMOA的有效性,在DTLZ1~DTLZ7基准测试问题以及车辆正面结构优化设计上进行了实验。与当前具有代表性的5种代理模型辅助进化多目标算法的对比结果显示,TISS-EMOA在28个基准测试问题中获得了25、28、28、24、23个更好或相当的改进的反转世代近距离(IGD+)。 展开更多
关键词 半监督学习 多目标优化 填充采样准则 代理模型 车辆正面结构
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全地形履带车辆复合悬挂系统多目标优化研究
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作者 孙宝 高敏 +2 位作者 李占龙 常艺红 赵宇翔 《机械科学与技术》 北大核心 2025年第6期969-978,共10页
全地形履带车辆因其在复杂的行驶环境中表现优异,广泛应用于军事、救援和农业等领域,但对其悬挂系统的研究相对较少。本文采用多目标灰狼优化算法,对全地形履带车辆并联仿生型复合悬挂系统进行多目标优化,以提升车辆的乘坐舒适性和平顺... 全地形履带车辆因其在复杂的行驶环境中表现优异,广泛应用于军事、救援和农业等领域,但对其悬挂系统的研究相对较少。本文采用多目标灰狼优化算法,对全地形履带车辆并联仿生型复合悬挂系统进行多目标优化,以提升车辆的乘坐舒适性和平顺性。首先,通过多尺度法数值求解系统动力学方程,确定关键目标函数;其次,以位移传递率和固有频率为优化目标,建立该悬挂系统多目标优化模型;最后,使用优化算法确定弹簧阻尼器的最优安装角度,以及相应的最优刚度系数和阻尼系数。结果表明,优化后的悬挂系统具备较优的隔振性能,验证了方法在复杂悬挂系统优化中的有效性,为仿真实验的参数设置提供理论指导,也为类似工程问题的解决提供新思路。 展开更多
关键词 全地形履带车辆 复合悬挂 多目标优化 平顺性
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基于动态储位分配策略的自动化立库多目标优化
13
作者 陈娟 郑旺 +1 位作者 刘倩倩 鲁斌 《系统仿真学报》 北大核心 2025年第6期1435-1448,共14页
基于动态储位分配策略,以整库为优化主体,以满足安全性、合理性的货位分配目标,以满足各堆垛机作业时间最短、作业能耗最低的调度目标,构建二阶段优化模型。上下层均为典型多目标优化问题,上层模型的理想解将作为下层模型的初始条件。... 基于动态储位分配策略,以整库为优化主体,以满足安全性、合理性的货位分配目标,以满足各堆垛机作业时间最短、作业能耗最低的调度目标,构建二阶段优化模型。上下层均为典型多目标优化问题,上层模型的理想解将作为下层模型的初始条件。采用多目标遗传算法求解优化模型的理想解,并通过熵权法对各个目标分配权重。结果表明:在货物离散排布状态下动静态分配策略无明显差异,但聚合排布状态下动态分配策略对货位分配与堆垛机调度的综合优化效果明显优于静态分配,且货物质量影响整体优化效果;大质量情况下安全性优化效果更为显著而较小质量情况下合理性与堆垛机调度优化效果更为明显。 展开更多
关键词 自动化立体库 货位分配 调度优化 多目标优化 多目标遗传算法
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基于粒子群算法燃油齿轮泵多目标优化设计
14
作者 王建森 李文宣 +3 位作者 司国雷 陈君辉 杨广胜 魏列江 《机床与液压》 北大核心 2025年第8期150-155,共6页
针对某型航空燃油齿轮泵的性能需求指标,为了实现泵低流量脉动特性及轻量化设计要求,以瞬时几何流量脉动率和齿轮泵体积最小为优化目标,以齿数、模数、压力角、变位系数及齿宽为设计变量,并结合相应约束条件建立了齿轮泵优化设计模型,... 针对某型航空燃油齿轮泵的性能需求指标,为了实现泵低流量脉动特性及轻量化设计要求,以瞬时几何流量脉动率和齿轮泵体积最小为优化目标,以齿数、模数、压力角、变位系数及齿宽为设计变量,并结合相应约束条件建立了齿轮泵优化设计模型,利用粒子群多目标优化算法进行寻优计算;绘制了优化目标对应的Pareto曲线,从中选出了一组满足设计要求的齿轮参数。并利用计算流体力学方法对该参数下的齿轮泵内部流场参数分布及瞬时几何流量特性进行了模拟分析,验证了所提方案的可行性。最后,完成了样机的加工制造及性能测试。结果表明:泵的实际输出流量与理论流量的一致性好,验证了优化模型及设计方法的可行性,为后续燃油齿轮泵进一步改进定型奠定了基础。 展开更多
关键词 燃油齿轮泵 多目标优化 流量脉动率 齿轮泵体积 粒子群算法
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新型功能梯度变截面双六边形吸能盒耐撞性多目标优化设计
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作者 熊锋 曾书朋 +3 位作者 王占飞 张帅 王登峰 徐红玉 《振动与冲击》 北大核心 2025年第11期50-60,69,共12页
为协同提升车身耐撞安全性与轻量化水平,设计并提出一种新型功能梯度变截面双六边形吸能盒,提取其下端形状规则子结构——功能梯度变截面双六边形管(functionally-graded variable section double-hexagonal tube,FS-DHT)为对象并进行... 为协同提升车身耐撞安全性与轻量化水平,设计并提出一种新型功能梯度变截面双六边形吸能盒,提取其下端形状规则子结构——功能梯度变截面双六边形管(functionally-graded variable section double-hexagonal tube,FS-DHT)为对象并进行了参数化几何建模;建立了FS-DHT轴向压溃有限元模型并进行了试验验证;比较研究了FS-DHT与传统双六边形直管(straight DHT,S-DHT)、双六边形锥管(conical DHT,C-DHT)轴向压溃耐撞吸能特性优劣;探究了FS-DHT管壁厚、内/外六边形管上、下端面外接圆半径差及梯度指数对其轴向压溃耐撞吸能特性作用规律;结合最优拉丁超立方采样、响应面代理模型和第二代非支配排序遗传算法对FS-DHT进行了耐撞性多目标优化设计及验证,并进一步建立了“保险杠-吸能盒”总成轴向压溃有限元模型并验证了FS-DHT优化前后对集成其结构的功能梯度变截面双六边形吸能盒耐撞性提升效果。结果表明,FS-DHT优化后其比吸能提升了21.61%且初始峰值压溃力降低了13.40%,同时促成功能梯度变截面双六边形吸能盒吸能量提升了17.14%且保险杠处对应初始峰值压溃力降低了6.46%,取得了良好的耐撞性多目标协同优化效果,为协同提升车身耐撞性与轻量化水平提供了一种行之有效的新结构与新思路。 展开更多
关键词 功能梯度 变截面 双六边形吸能盒 耐撞性 多目标优化
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真空挤出机螺旋绞刀的多目标优化设计
16
作者 王晓伟 林朵朵 +2 位作者 牛景瑞 高胜鲁 陈旭 《机械设计》 北大核心 2025年第2期123-129,共7页
真空挤出机是新型墙材成型生产的关键设备,螺旋绞刀是该设备的核心部件,其性能直接决定了真空挤出机的生产质量、效率和能耗等指标。文中基于泥料二维流场运动和宾汉体假设对绞刀进行受力分析,建立能耗与产能多目标优化的数学模型,针对... 真空挤出机是新型墙材成型生产的关键设备,螺旋绞刀是该设备的核心部件,其性能直接决定了真空挤出机的生产质量、效率和能耗等指标。文中基于泥料二维流场运动和宾汉体假设对绞刀进行受力分析,建立能耗与产能多目标优化的数学模型,针对数学模型多目标、多约束条件的特点采用随机方向搜索法基于MATLAB软件对螺旋绞刀结构进行了分析与优化,并以山东某企业生产的JKY75/60真空挤出机为例进行验证。计算结果显示:真空挤出机优化后较优化前能耗减小2.9 kW,产能提升2.4 m^(3)/h且螺旋绞刀的内缘半径、外缘半径和螺旋升角的最佳值均在经验数据的取值范围内。 展开更多
关键词 螺旋绞刀 泥料 耗能 多目标优化 随机方向搜索法
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基于响应面分析的纤维泡沫混凝土多目标优化
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作者 王述红 李皓然 +1 位作者 尹宏 贡藩 《东北大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第6期122-130,共9页
泡沫混凝土可作为初期支护和二次衬砌之间的变形预留层,抵抗高地应力深埋隧道围岩流变变形.通过掺入纤维可进一步改善其压缩性能及延性,并在一定纤维特征条件下解决抗压强度低的问题.利用正交试验及响应面Box-Behnken设计法,系统探究纤... 泡沫混凝土可作为初期支护和二次衬砌之间的变形预留层,抵抗高地应力深埋隧道围岩流变变形.通过掺入纤维可进一步改善其压缩性能及延性,并在一定纤维特征条件下解决抗压强度低的问题.利用正交试验及响应面Box-Behnken设计法,系统探究纤维质量分数、长度、种类等特征因素对泡沫混凝土抗压强度与弹性模量的影响,并构建特征回归模型对配合比进行优化.结果表明:响应面法建立回归模型具有较高的可信度.在多种纤维特征中,纤维质量分数对泡沫混凝土的抗压强度和弹性模量影响最大,同时多特征之间的交互作用对抗压强度影响较大,而对弹性模量影响较小,且纤维长度和纤维种类的交互作用对其抗压强度影响最为显著.此外,通过最大化抗压强度和最小化弹性模量的目标进行模型配合比优化,得出最优配合比的相对误差绝对值均小于5%.该模型可为此工程背景下不同纤维特征的泡沫混凝土参数优化提供参考. 展开更多
关键词 隧道预留层 泡沫混凝土 BOX-BEHNKEN设计 响应面法 多目标优化
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考虑分布电容的高频变压器多目标优化设计
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作者 赵志刚 苏楠 +1 位作者 陈天缘 王凯 《电力系统及其自动化学报》 北大核心 2025年第6期81-91,共11页
高频变压器分布电容会影响电力电子器件的工作环境,进行高频变压器优化设计时,需对高频变压器分布电容进行准确评估和控制。针对分布电容评估问题,首先根据圆柱型电容器电容计算公式、平板电容器电容计算公式对相邻圆导线间电容和带隔... 高频变压器分布电容会影响电力电子器件的工作环境,进行高频变压器优化设计时,需对高频变压器分布电容进行准确评估和控制。针对分布电容评估问题,首先根据圆柱型电容器电容计算公式、平板电容器电容计算公式对相邻圆导线间电容和带隔离层圆导线间电容进行计算,并结合不同绕组排布下的电场分布求出高频变压器绝缘区域所储存的总电场能量,然后给出利兹线等效为圆导线的等效方案和在不同绕组匝数、层数以及不同层间绝缘厚度情况下的绕组长度计算方法,最终提出可以准确计算高频变压器分布电容的解析方法,并用实验和仿真验证分布电容计算方法的准确性。最后,使用二代非支配排序遗传算法建立高频变压器优化模型,根据优化模型设计一台效率为99.39%的7 kW/100 kHz高频变压器样机,使用优化算法有效抑制了分布电容。 展开更多
关键词 高频变压器 磁芯损耗 绕组损耗 漏感 分布电容 多目标优化算法
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石化火炬气回收方法多目标优化计算分析
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作者 陈坚红 张开基 +2 位作者 陈庆乐 杨帅 方伟 《化工进展》 北大核心 2025年第3期1218-1227,共10页
火炬气回收过程涉及能源、经济、环境等多学科,各学科依据自身的研究方法而存在各自不同的追求目标与评价指标,不同学科追求的目标间存在着矛盾性、给出的指标间亦存在着不可公度性,由此给火炬气回收方法的多目标择优定量计算分析带来困... 火炬气回收过程涉及能源、经济、环境等多学科,各学科依据自身的研究方法而存在各自不同的追求目标与评价指标,不同学科追求的目标间存在着矛盾性、给出的指标间亦存在着不可公度性,由此给火炬气回收方法的多目标择优定量计算分析带来困难,现有文献鲜有这方面的深入研究。本文探讨基于货币形式的矛盾性平衡与不可公度性解决策略,提出将多学科各自追求的目标和给出的指标进一步转化为用统一货币形式表示,并结合经济学中的成本收益分析法构建目标函数,得到了将矛盾性的平衡与不可公度性的解决转变为对目标函数值寻优的多目标优化计算方法。以某石化企业在火炬气量变化情况下的回收方法择优问题为例,应用该策略和方法进行定量计算分析,结果表明:该策略和方法具有客观且直观的特点,并具备较高合理性;火炬气量与回收系统初投资对回收方法的择优有重要影响。 展开更多
关键词 火炬气回收 4E分析模型 多学科分析 多目标优化 不可公度性
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高速电磁阀能量损耗的敏感性分析与多目标优化
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作者 赵建辉 于志清 魏荣强 《哈尔滨工程大学学报》 北大核心 2025年第3期458-466,共9页
针对高速电磁阀因涡流能量和焦耳能量产生热负荷,从而显著影响其工作耐久性的问题,本文提出了一种基于响应面预测模型的能量损耗参数敏感性分析及多目标优化方法。本文建立并验证了包含电流反馈的高速电磁阀动态响应仿真模型,构建了涡... 针对高速电磁阀因涡流能量和焦耳能量产生热负荷,从而显著影响其工作耐久性的问题,本文提出了一种基于响应面预测模型的能量损耗参数敏感性分析及多目标优化方法。本文建立并验证了包含电流反馈的高速电磁阀动态响应仿真模型,构建了涡流能量和焦耳能量的响应面预测模型。基于该模型,进行了电导率、弹簧刚度、阻尼系数及电阻等参数对能量损耗的敏感性分析,并利用非支配排序遗传算法开展了多目标优化研究。研究结果表明:电导率、电阻和弹簧刚度是涡流能量的重要敏感参数,电阻和电导率则是焦耳能量的关键敏感参数。经过优化后,高速电磁阀的涡流能量降低了6.31%,焦耳能量降低了49.75%。本文方法和模型可以在不改变高速电磁阀几何结构参数的前提下,有效实现电磁阀能量损耗的多目标优化。 展开更多
关键词 高速电磁阀 涡流能量 焦耳能量 能量损耗 敏感性分析 响应面法 遗传算法 多目标优化
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