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基于强化学习与遗传算法的机器人并行拆解序列规划方法
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作者 汪开普 马晓艺 +2 位作者 卢超 殷旅江 李新宇 《国防科技大学学报》 北大核心 2025年第2期24-34,共11页
在拆解序列规划问题中,为了提高拆解效率、降低拆解能耗,引入了机器人并行拆解模式,构建了机器人并行拆解序列规划模型,并设计了基于强化学习的遗传算法。为了验证模型的正确性,构造了混合整数线性规划模型。算法构造了基于目标导向的... 在拆解序列规划问题中,为了提高拆解效率、降低拆解能耗,引入了机器人并行拆解模式,构建了机器人并行拆解序列规划模型,并设计了基于强化学习的遗传算法。为了验证模型的正确性,构造了混合整数线性规划模型。算法构造了基于目标导向的编解码策略,以提高初始解的质量;采用Q学习来选择算法迭代过程中的最佳交叉策略和变异策略,以增强算法的自适应能力。在一个34项任务的发动机拆解案例中,通过与四种经典多目标算法对比,验证了所提算法的优越性;分析所得拆解方案,结果表明机器人并行拆解模式可以有效缩短完工时间,并降低拆解能耗。 展开更多
关键词 拆解序列规划 机器人并行拆解 混合整数线性规划模型 遗传算法 强化学习
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基于改进第二代非支配遗传算法的甲醇/柴油双燃料船舶发动机参数多目标优化
2
作者 赵柯洋 张衡 +4 位作者 贺波 庞轶星 程星鑫 苏玉香 李又一 《内燃机工程》 北大核心 2025年第1期17-26,共10页
利用一维发动机仿真软件GT-Power搭建了甲醇/柴油M15(即甲醇燃料所占体积比例为15%)混合燃料缸内直喷模型,选取转矩、比燃油消耗率、NOx排放量和CO排放量为优化目标,以发动机的进排气门正时角度、压缩比及空燃比为优化参数开展多目标优... 利用一维发动机仿真软件GT-Power搭建了甲醇/柴油M15(即甲醇燃料所占体积比例为15%)混合燃料缸内直喷模型,选取转矩、比燃油消耗率、NOx排放量和CO排放量为优化目标,以发动机的进排气门正时角度、压缩比及空燃比为优化参数开展多目标优化。为实现多目标优化问题的有效求解,采用灰熵并行分析方法改进第二代非支配遗传算法(non-dominated sorting genetic algorithm-Ⅱ,NSGA-Ⅱ),并利用建立的响应面模型对仿真模型计算结果进行了仿真验证。优化结果显示:转矩提升了6.96%,比燃油消耗率降低了1.19%,NOx和CO排放量分别降低了12.37%和3.77%。 展开更多
关键词 甲醇/柴油 第二代非支配遗传算法 灰熵并行 性能优化
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基于FPGA的并行遗传算法硬件实现的研究 被引量:4
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作者 房磊 张焕春 朱力立 《南京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第5期628-632,共5页
遗传算法具有天然的并行性。FPGA( Field programmable gate arrays)本质上的并行特性使其很适合用于实现并行的遗传算法。结合两者的并行特性 ,本文提出了一种基于 FPGA的并行遗传算法。选用了适合硬件实现的选择、交叉、变异算子 ,并... 遗传算法具有天然的并行性。FPGA( Field programmable gate arrays)本质上的并行特性使其很适合用于实现并行的遗传算法。结合两者的并行特性 ,本文提出了一种基于 FPGA的并行遗传算法。选用了适合硬件实现的选择、交叉、变异算子 ,并将它们设计成流水线结构。整个设计采用了 XILINX公司的 XC2 V1 0 0 0型号的FPGA芯片。算法利用 VHDL语言来描述。实现后的测试表明 ,这种硬件遗传算法有效减少了运行时间 。 展开更多
关键词 遗传算法 并行 现场可编程门阵列 VHDL
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基于并行自适应遗传算法的水文模型率定研究
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作者 左翔 马剑波 丛小飞 《水利水电技术(中英文)》 北大核心 2024年第3期102-112,共11页
【目的】参数率定是影响水文模型预报精度的重要因素,采用人工智能算法可以有效提高水文模型参数的率定效果。【方法】采用基于种群离散程度的自适应算子,对GA算法的交叉、变异和迁移过程进行自适应优化,并利用粗粒度并行计算模型提高... 【目的】参数率定是影响水文模型预报精度的重要因素,采用人工智能算法可以有效提高水文模型参数的率定效果。【方法】采用基于种群离散程度的自适应算子,对GA算法的交叉、变异和迁移过程进行自适应优化,并利用粗粒度并行计算模型提高种群进化效率,综合以上手段研究了一种基于自适应策略的并行遗传算法。将传统遗传算法(GA),串行自适应遗传算法(AGA)和并行自适应遗传算法(PAGA),应用于屯溪流域新安江模型的参数率定,从率定效率、率定收敛性、率定稳定性和率定效果四个方面,验证PAGA算法的综合性能。【结果】结果表明:PAGA算法的计算加速效果显著,在10核环境下相对于AGA算法计算时间减少了87.9%;在进化后期,PAGA算法能够更加稳定的收敛于最优解,收敛后的目标函数值具有更好的稳定性;在验证期的场次洪水模拟中,采用PAGA算法率定的模型模拟效果最优,总体洪水合格率大于90%,确定性系数均值为0.85。【结论】PAGA算法能够明显降低模型参数寻优耗时,改善模型率定效果和收敛性能,为水文模型参数的率定提供了新思路。 展开更多
关键词 水文预报 遗传算法 自适应策略 新安江模型 并行计算 人工智能算法 径流 数值模拟
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并行化改进遗传算法的FPGA高速实现方法 被引量:6
5
作者 张妮娜 窦衡 《信息与电子工程》 2012年第1期107-109,117,共4页
为提高硬件运行速度和资源利用率,利用硬件并行化的思想改进传统算法的处理模式,将遗传算法传统实现方法的控制部分分解到各模块内部,按照流水线模式,应用现场可编程逻辑门阵列(FPGA)高速实现。综合后时钟频率达到137.08 MHz,演化1代需6... 为提高硬件运行速度和资源利用率,利用硬件并行化的思想改进传统算法的处理模式,将遗传算法传统实现方法的控制部分分解到各模块内部,按照流水线模式,应用现场可编程逻辑门阵列(FPGA)高速实现。综合后时钟频率达到137.08 MHz,演化1代需64个时钟周期,即0.467μs。实现结构节约硬件资源,效率高,使大规模遗传算法的高速硬件实现成为可能。 展开更多
关键词 遗传算法 硬件并行 现场可编程逻辑门阵列 演化
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多宇宙并行量子遗传算法 被引量:65
6
作者 杨俊安 庄镇泉 史亮 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第6期923-928,共6页
提出了一种多宇宙并行量子遗传算法 ,并从理论上证明了算法的全局收敛性 .算法中将所有的个体按照一定的拓扑结构分成一个个独立的子群体 ,称为宇宙 ;采用多状态基因量子比特编码方式来表达宇宙中的个体 ;采用通用的量子旋转门策略和动... 提出了一种多宇宙并行量子遗传算法 ,并从理论上证明了算法的全局收敛性 .算法中将所有的个体按照一定的拓扑结构分成一个个独立的子群体 ,称为宇宙 ;采用多状态基因量子比特编码方式来表达宇宙中的个体 ;采用通用的量子旋转门策略和动态调整旋转角机制对个体进行演化 ;采用量子非门实现量子变异以阻止早熟收敛 ;各宇宙独立演化 ,宇宙之间采用最佳移民和量子交叉操作来交换信息 ,提高算法的执行效率 .将该算法与独立分量分析算法相结合 ,提出一种盲源分离新方法 .仿真结果表明 展开更多
关键词 量子计算 遗传算法 量子遗传算法 多宇宙并行量子遗传算法 盲源分离
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基于多算子协同进化的自适应并行量子遗传算法 被引量:14
7
作者 曲志坚 陈宇航 +2 位作者 李盘靖 刘晓红 李彩虹 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第2期266-273,共8页
量子遗传算法具有种群规模小,全局搜索能力强的特点被广泛应用于各类优化问题的求解.为了进一步提高量子遗传算法的收敛速度和搜索稳定性,克服算法的早熟问题,本文改进了基于自适应机制的量子遗传算法.在自适应量子遗传算法的基础上根... 量子遗传算法具有种群规模小,全局搜索能力强的特点被广泛应用于各类优化问题的求解.为了进一步提高量子遗传算法的收敛速度和搜索稳定性,克服算法的早熟问题,本文改进了基于自适应机制的量子遗传算法.在自适应量子遗传算法的基础上根据种群的适应度定义了个体相似度评价算子、个体适应度评价算子和种群变异调整算子及相应算子的计算方法,利用多算子协同评价当前种群状态并根据进化代数的变化,自适应的改变个体的变异概率,提高了算法全局寻优能力和收敛速度,降低了算法陷入局部寻优的概率.此外,为了提高算法的时间效率,将算法采用并行多宇宙的方式实现.实验结果表明,本文提出的算法在全局搜索性能、收敛速度和时间效率方面有较好的综合表现. 展开更多
关键词 遗传算法 并行计算 自适应机制 量子变异
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带工艺约束并行机调度问题的一种新的遗传算法 被引量:20
8
作者 尹文君 刘民 吴澄 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第11期1482-1485,共4页
以最小化拖期任务数为目标 ,研究了解决一类带工艺约束并行机调度问题的新的遗传算法 .基于向量组的染色体编码方法简单、译码快速 ,并能自动满足工艺约束 ;扩展的顺序交叉算子EOX能自动满足工艺约束并尽量保留父代遗传信息 ,在较大程... 以最小化拖期任务数为目标 ,研究了解决一类带工艺约束并行机调度问题的新的遗传算法 .基于向量组的染色体编码方法简单、译码快速 ,并能自动满足工艺约束 ;扩展的顺序交叉算子EOX能自动满足工艺约束并尽量保留父代遗传信息 ,在较大程度上优于传统的交叉算子 ;位变异和交换变异相结合的变异方法有利于更好保持种群的多样性 .大量模拟数据与生产线应用实例表明本文所提的基于向量组编码的遗传算法是相当有效的 . 展开更多
关键词 调度 并行 工艺约束 遗传算法 向量组编码
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粗粒度并行遗传算法收敛性分析及优化运算 被引量:11
9
作者 戴晓明 陈昌领 +3 位作者 邵惠鹤 Kay Das 程铁鹏 茅雪飞 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第4期499-502,共4页
提出了一种新型的粗粒度并行遗传算法 ( CGGA) ,该算法利用多个子种群基于不同的编码方式进行进化计算 .首先各子群体独立进行交叉、变异和选择遗传操作 ,每代进化后迁移算子被引入用来进行种群间的信息交流 ,迁移算子将各个子种群的最... 提出了一种新型的粗粒度并行遗传算法 ( CGGA) ,该算法利用多个子种群基于不同的编码方式进行进化计算 .首先各子群体独立进行交叉、变异和选择遗传操作 ,每代进化后迁移算子被引入用来进行种群间的信息交流 ,迁移算子将各个子种群的最优个体替换相邻种群最差个体后继续进化 .基于时齐遍历马尔可夫链理论 ,给出了 CGGA各个子种群的概率转移矩阵与其进化概率转移矩阵 ,证明了以概率 1全局收敛 .对典型的测试函数 CGGA进行了求解 .仿真结果表明 ,本算法的收敛性能优于经典遗传算法 ( CGA) ,可以有效解决 展开更多
关键词 粗粒度并行遗传算法 时齐遍历马尔可夫链 全局收敛 经典遗传算法
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基于并行禁忌遗传算法(PTGA)的预警卫星传感器调度研究 被引量:27
10
作者 阎志伟 牛轶峰 李汉铃 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第6期598-603,共6页
对预警卫星的传感器调度进行了研究,提出了传感器管理调度的系统组成。通过对传感器调度的分析,建立起相应的数学模型,定义了评价指标。结合并行遗传算法和禁忌搜索的特点,提出了一种新的解决预警卫星传感器调度问题的并行禁忌遗传算法(... 对预警卫星的传感器调度进行了研究,提出了传感器管理调度的系统组成。通过对传感器调度的分析,建立起相应的数学模型,定义了评价指标。结合并行遗传算法和禁忌搜索的特点,提出了一种新的解决预警卫星传感器调度问题的并行禁忌遗传算法(PTGA)。该算法采用多种群和禁忌搜索思想改进遗传算法的性能,从而提高整个算法的收敛速度和精度。实验结果表明该算法有效地解决了多目标情况下的传感器实时调度问题,并优于一般启发式算法。 展开更多
关键词 预警卫星 传感器调度 并行遗传算法 禁忌搜索
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混合并行遗传算法求解TSP问题 被引量:7
11
作者 戴晓明 邹润民 +2 位作者 冯瑞 张洪源 邵惠鹤 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2002年第10期1424-1427,共4页
该文应用多种群遗传并行进化的思想,对不同种群基于不同的遗传策略,如变异概率,不同的变异算子等来搜索变量空间,并利用种群间迁移算子来进行遗传信息交流,以解决经典遗传算法的收敛到局部最优值问题,对于TSP(Traveling Salesman Probl... 该文应用多种群遗传并行进化的思想,对不同种群基于不同的遗传策略,如变异概率,不同的变异算子等来搜索变量空间,并利用种群间迁移算子来进行遗传信息交流,以解决经典遗传算法的收敛到局部最优值问题,对于TSP(Traveling Salesman Problem)进行了求解,仿真结果表明,该文算法的收敛性能优于经典遗传算法。 展开更多
关键词 混合并行 遗传算法 求解 TSP 多种群 迁移算子 收敛
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NEC和非堵塞式主从并行遗传算法应用于天线自动设计的研究 被引量:13
12
作者 陈星 黄卡玛 赵翔 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第8期1389-1392,共4页
利用优化算法和天线数值计算方法实现对天线结构的自动设计 (Automateddesign)是现代天线研究的一个重要趋势 .本文讨论了天线自动设计的原理和流程 ,采用遗传算法 (Geneticalgorithms)和NEC(Numericalelectromagnet icscode)天线数值... 利用优化算法和天线数值计算方法实现对天线结构的自动设计 (Automateddesign)是现代天线研究的一个重要趋势 .本文讨论了天线自动设计的原理和流程 ,采用遗传算法 (Geneticalgorithms)和NEC(Numericalelectromagnet icscode)天线数值计算程序 ,建立了一套天线自动设计软件平台 .采用并行计算技术提高自动设计效率 ,搭建了一套Beowulf并行计算机系统 ,首次提出非堵塞式主从并行遗传算法的实现方案 .以对锥削螺旋 -圆锥喇叭天线的自动设计为例 ,结果表明该自动设计软件平台具备对复杂天线进行准确和有效设计的能力 .16节点的并行效率达到了82 2 5 % ,超过同类研究结果 . 展开更多
关键词 遗传算法 NEC 并行计算 天线自动设计
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并行多机调度问题的一种基于组合规则的遗传算法 被引量:10
13
作者 刘民 吴澄 杨英杰 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2000年第5期52-54,共3页
本文对最小化完工时间并行多机调度问题提出了一种基于组合规则的遗传算法 .用遗传算法来优化调度策略 ,使得在不同的调度阶段 ,可采用不同的调度规则以提高算法性能 ,并用计算实例表明了该遗传算法优于基于机器编码的模拟退火算法和遗... 本文对最小化完工时间并行多机调度问题提出了一种基于组合规则的遗传算法 .用遗传算法来优化调度策略 ,使得在不同的调度阶段 ,可采用不同的调度规则以提高算法性能 ,并用计算实例表明了该遗传算法优于基于机器编码的模拟退火算法和遗传算法 ,并能适用于大规模并行多机调度问题 ,算法计算量小 ,鲁棒性强 . 展开更多
关键词 遗传算法 组合规则 并行多机调度
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基于混合并行遗传算法的网格资源分配策略 被引量:11
14
作者 梁俊斌 翁鸣 苏德富 《微电子学与计算机》 CSCD 北大核心 2004年第7期102-105,共4页
网格是利用互联网或专用网络将地理上广泛分布的、异构的、动态的资源互联起来实现资源高度共享与集成,为用户提供高性能的计算、管理和服务等功能的一项新技术。但如何将网格这个复杂环境中的资源有效进行管理和调度,是一个NP难问题,... 网格是利用互联网或专用网络将地理上广泛分布的、异构的、动态的资源互联起来实现资源高度共享与集成,为用户提供高性能的计算、管理和服务等功能的一项新技术。但如何将网格这个复杂环境中的资源有效进行管理和调度,是一个NP难问题,同时也是网格技术发展的关键。启发式算法被证明是解决这类问题的有效算法,将两个启发式算法结合起来,充分发挥各自的优势,就能有效解决网格资源分配的问题。因此,利用混合并行遗传算法来解决网格资源分配是可行的。 展开更多
关键词 网格 资源分配 并行遗传算法 蚂蚁算法
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基于球面多区域划分的并行量子遗传算法 被引量:8
15
作者 张亮 陆余良 +1 位作者 杨国正 张旻 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2011年第5期1035-1041,共7页
论文提出一种基于球面解空间划分的量子遗传算法,引入多区域并行搜索的机制,制定了群间的染色体置换策略,设计了新的量子变异操作,并以种群退化的程度来确定变异的概率。通过理论分析证明了该算法能够以概率1收敛到全局最优解。在组合... 论文提出一种基于球面解空间划分的量子遗传算法,引入多区域并行搜索的机制,制定了群间的染色体置换策略,设计了新的量子变异操作,并以种群退化的程度来确定变异的概率。通过理论分析证明了该算法能够以概率1收敛到全局最优解。在组合优化和连续优化问题的实验中,该算法能够以较快的速率收敛到目标值,收敛过程相对平稳,降低了早熟现象产生的概率,表现出了良好的性能。 展开更多
关键词 量子遗传算法 多区域划分 并行搜索 染色体置换 量子变异
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基于并行遗传算法的集装箱码头堆场分配策略 被引量:15
16
作者 严伟 谢尘 苌道方 《上海海事大学学报》 北大核心 2009年第2期14-19,共6页
针对集装箱码头中出口箱堆场分配问题,运用目标规划方法,建立滚动式计划的出口集装箱堆场分配模型.模型以降低存放处到泊位的水平运输距离和平衡堆场内作业量为目标,达到提高装船效率和降低成本的要求.采用并行遗传算法和启发式算法相... 针对集装箱码头中出口箱堆场分配问题,运用目标规划方法,建立滚动式计划的出口集装箱堆场分配模型.模型以降低存放处到泊位的水平运输距离和平衡堆场内作业量为目标,达到提高装船效率和降低成本的要求.采用并行遗传算法和启发式算法相结合的混合算法,对出口箱堆场分配模型进行优化求解.案例仿真分析表明该出口集装箱堆场分配模型的有效性与实用性. 展开更多
关键词 出口箱 堆场分配 目标规划 启发式算法 并行遗传算法
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GPS姿态测量并行遗传算法快速搜索技术 被引量:4
17
作者 许江宁 万德钧 +1 位作者 王庆 田华明 《东南大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第3期500-505,共6页
提出了一种基于并行遗传算法细粒度模型和模糊度函数法的GPS姿态测量快速搜索技术 (ambiguityfunctionparallelgeneticalgorithms,AFPGA) ,它能够避开整周模糊度的求解而直接解算载体的航向和姿态 .AFPGA采用个体邻域间的进化 ,既具备... 提出了一种基于并行遗传算法细粒度模型和模糊度函数法的GPS姿态测量快速搜索技术 (ambiguityfunctionparallelgeneticalgorithms,AFPGA) ,它能够避开整周模糊度的求解而直接解算载体的航向和姿态 .AFPGA采用个体邻域间的进化 ,既具备了较强的全局搜索能力 ,又减小了各处理器之间的数据通信量 ,从而保证在获得全局最优解的前提下加快姿态解算速度 ,并易于算法的硬件实现 .运用AFPGA对一组GPS实测数据进行了 1 0 0次独立搜索 ,得到 :航向角搜索方差为 0 .2 4°,俯仰角搜索方差为 0 .1 5°;平均搜索时间为 0 .6s,成功率为 1 0 0 % ,搜索空间为模糊度函数法的 0 .0 5 % .通过对AFPGA不同的模型进行分析 ,并与SGA(simplegeneticalgo rithm) ,AFGA(ambiguityfunctiongeneticalgorithm)进行对比 。 展开更多
关键词 快速搜索技术 遗传算法 并行遗传算法 GPS 姿态测量 全球定位系统 惯性导航
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基于并行改进遗传算法的三维电阻率反演方法 被引量:4
18
作者 刘斌 王传武 +3 位作者 杨为民 李术才 聂利超 宋杰 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第7期1252-1261,共10页
计算效率极低是阻碍遗传算法用于三维电阻率反演的瓶颈,使得很多对改善反演效果和搜索质量有利但又很耗时的改进方法无法应用到遗传算法中。针对上述问题,基于遗传算法天然的并行计算特性,提出了新的多重主从并行计算策略及其算法。提... 计算效率极低是阻碍遗传算法用于三维电阻率反演的瓶颈,使得很多对改善反演效果和搜索质量有利但又很耗时的改进方法无法应用到遗传算法中。针对上述问题,基于遗传算法天然的并行计算特性,提出了新的多重主从并行计算策略及其算法。提出了初始群体的严格均布产生方法,以提高初始群体接近最优解的概率;提出了基于交叉个体适应度差异的比例随机算术交叉算法,以保证优良个体的遗传竞争优势;建立了混合变异算法,将传统的随机变异算法与线性反演中确定性搜索优化算法相结合,即保持了变异的随机性又控制了优化方向。最后将并行改进遗传算法用于合成算例和实际应用案例中,发现并行改进遗传算法的计算效率显著提高,且在寻找最优解、压制假异常、提高反演效果方面具有明显优势,为实际工程中电阻率探测的三维成像提供了有效途径。 展开更多
关键词 三维电阻率反演成像 并行改进遗传算法 多重主从并行算法 比例随机交叉算法 混合变异算法
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一种基于FPGA的自适应遗传算法 被引量:5
19
作者 房磊 张焕春 经亚枝 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2005年第11期1829-1833,共5页
采用了一种适合硬件实现的自适应遗传算法,利用种群的最大适应度f_(max)、最小适应度f_(min)和适应度平均值f_(ave)这3个变量来自适应地控制整个种群的交叉概率p_c 和变异概率p_m。选用了适合硬件实现的选择、交叉、变异算子,并将它们... 采用了一种适合硬件实现的自适应遗传算法,利用种群的最大适应度f_(max)、最小适应度f_(min)和适应度平均值f_(ave)这3个变量来自适应地控制整个种群的交叉概率p_c 和变异概率p_m。选用了适合硬件实现的选择、交叉、变异算子,并将它们设计成流水线结构,同时,将选择算子与适应度计算并行化,大大提高了算法的运行效率。整个设计采用了XILINX 公司的XC2V1000型号的FPGA 芯片。算法利用VHDL 语言来描述。实现后的测试表明,这种自适应遗传算法明显改善了算法的搜索性能和全局收敛性,同时利用硬件实现有效减少了运行时间,使其在一些实时性要求较高的场合得到应用成为可能。 展开更多
关键词 自适应遗传算法 并行 Fpga
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基于多宇宙并行量子遗传算法的非线性盲源分离算法研究 被引量:10
20
作者 杨俊安 邹谊 庄镇泉 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2004年第8期1210-1217,共8页
在系统分析非线性盲源分离模型和算法的基础上,提出了基于输出信号联合累积量的非线性盲 源分离算法,并提出采用多宇宙并行量子遗传算法的优化求解方法,仿真结果表明了算法的有效性.
关键词 非线性盲源分离 联合累积量 量子计算 量子遗传算法 多宇宙并行量子遗传算法
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