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采用改进遗传算法的无线电能传输系统参数优化设计 被引量:3
1
作者 杨阳 章治 +2 位作者 吴雪钰 曹嘉亿 郑晅 《西安交通大学学报》 北大核心 2025年第4期93-104,共12页
针对高阶补偿拓扑的无线电能传输(WPT)系统的谐振参数较多且相互关联,从而导致系统设计时各个元件具体参数难以确定的问题,提出了一种适用于一次侧LCC、二次侧LC串联拓扑(LCC-S)的WPT系统参数优化设计方法。利用MATLAB/Simulink搭建WPT... 针对高阶补偿拓扑的无线电能传输(WPT)系统的谐振参数较多且相互关联,从而导致系统设计时各个元件具体参数难以确定的问题,提出了一种适用于一次侧LCC、二次侧LC串联拓扑(LCC-S)的WPT系统参数优化设计方法。利用MATLAB/Simulink搭建WPT系统仿真平台并进行理论分析,评估了谐振参数、耦合系数和等效负载对该系统输出特性的影响,选择影响程度最复杂的变量作为决策变量,构建系统非线性优化模型;以提高WPT系统的传输效率为目标,在遗传算法基础上加入非线性优化策略,并设计新的突变函数,利用改进后的遗传算法(IGA)给出了系统参数的优化设计方案。仿真结果表明:IGA使系统传输效率达到98.34%,相较遗传算法提高了2.52%,且收敛速度显著提高。搭建WPT系统实验平台并进行测试,结果表明:该系统能够以97.98%的传输效率保持300 W的功率输出;当负载电阻处于6~46Ω时,系统传输效率能够维持在90%以上。研究结果可为LCC-S型WPT系统参数设计提供参考。 展开更多
关键词 无线电能传输 LCC-S型 拓扑结构 改进遗传算法 谐振参数优化
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改进遗传算法应用于地震场景下无人机路径规划研究 被引量:4
2
作者 李章萍 徐鑫 《安全与环境学报》 北大核心 2025年第1期237-249,共13页
为提高中强震灾害地区的救援效率,对传统路径规划模型进行了改进。传统模型在最大路程限制下优化覆盖人数,但无法均衡路程与覆盖人数,通过引入权重与均衡系数解决此问题并构建了加权路径优化模型。模型以生成路径最短、权重最大为目标,... 为提高中强震灾害地区的救援效率,对传统路径规划模型进行了改进。传统模型在最大路程限制下优化覆盖人数,但无法均衡路程与覆盖人数,通过引入权重与均衡系数解决此问题并构建了加权路径优化模型。模型以生成路径最短、权重最大为目标,采用多无人机、单起降点的调度方法。为改善传统遗传算法的收敛性及对局部解空间的搜索能力,引入2-opt局部搜索算法、权重修复机制、以种群多样性指标动态调整算法的变异率和交叉率等策略,并对模型进行求解。结果表明,在多种运行场景下,该模型生成路径更加优越,算法与传统遗传算法、粒子群优化(Particle Swarm Optimization,PSO)算法、A^(*)算法相比,可得到救援效率更高的飞行路径。 展开更多
关键词 公共安全 中强震 改进遗传算法 无人机路径规划
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基于改进遗传算法的气田无人机巡检调度优化
3
作者 孙艳萍 王道通 +3 位作者 张丹 杨熙明 屈文涛 孙振 《科学技术与工程》 北大核心 2025年第27期11668-11675,共8页
气田环境中,由于多个巡检任务并存且任务点之间的距离较远,巡检无人机的调度变得极为复杂且难以高效实施。针对这一现状,为提高调度方案的质量和稳定性,结合精英保留策略对遗传算法进行优化。优化算法采用一种矩阵元素编码方式,这一方... 气田环境中,由于多个巡检任务并存且任务点之间的距离较远,巡检无人机的调度变得极为复杂且难以高效实施。针对这一现状,为提高调度方案的质量和稳定性,结合精英保留策略对遗传算法进行优化。优化算法采用一种矩阵元素编码方式,这一方法显著减少了计算时间,并确保了后续计算中染色体的完整性。在此编码方式的基础上,计算了每个个体的适应度,并根据适应度高低进行分组,从而提升了计算结果的精准性。进一步,引入了改进式轮盘赌选择法,以确保种群的多样性,极大地降低了算法陷入局部最优解的风险。最后,以川西某气田和鄂尔多斯盆地某气田为背景,进行了多任务点多无人机巡检调度的仿真。仿真结果表明,改进后的遗传算法相比于传统遗传算法和蚁群算法,在计算巡检无人机调度方案时,平均成本分别节约了17.1%和11.3%。 展开更多
关键词 巡检无人机 气田 任务调度 改进遗传算法
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基于改进免疫遗传算法的海铁转运设备作业调度优化研究
4
作者 黄鹏飞 谈方娇 +2 位作者 王浩 江瑀越 蔡锦汾 《重庆交通大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第6期97-107,共11页
集装箱转运作为连接海运与铁路运输的关键环节,其效率直接影响到整个物流链的顺畅运行。缩短集装箱在港停留时间、优化设备作业顺序以及提升转运效率对于实现高效的海铁联运至关重要。但现有研究往往忽视了对集装箱完整转运流程及设备... 集装箱转运作为连接海运与铁路运输的关键环节,其效率直接影响到整个物流链的顺畅运行。缩短集装箱在港停留时间、优化设备作业顺序以及提升转运效率对于实现高效的海铁联运至关重要。但现有研究往往忽视了对集装箱完整转运流程及设备空载时间因素的考虑。鉴于此,针对从船舶卸载至堆场再转至铁路线的全过程,构建了以最小化总作业完成时间为目标函数的数学模型,旨在解决实际存在的连续作业约束、空载等待时间和具体操作位置等问题;通过采用改进后的免疫遗传算法(特别是引入克隆抗体选择机制和自适应参数调整策略)来求解该问题;经过一系列优化对比证明了该方法能更有效地找到最优解或近似最优解,即最短的总作业完成时间及其对应的设备调度方案。研究成果不仅有助于显著减少港口内集装箱的处理周期,还能促进节能减排。 展开更多
关键词 交通运输工程 海铁转运 调度优化 改进免疫遗传算法
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改进鲸鱼遗传算法优化的液压机械臂轨迹跟踪
5
作者 杨丽荣 周俊 曹冲 《传感器与微系统》 北大核心 2025年第5期94-98,共5页
针对液压机械臂存在关节轨迹跟踪精度低,参数难确定等问题,提出一种基于新型控制率的跟踪微分滑模控制器(TDSMC),并通过改进鲸鱼遗传优化算法(IWGOA)对控制器参数进行优化。首先,根据电液位置伺服系统搭建跟踪误差状态空间方程;其次,设... 针对液压机械臂存在关节轨迹跟踪精度低,参数难确定等问题,提出一种基于新型控制率的跟踪微分滑模控制器(TDSMC),并通过改进鲸鱼遗传优化算法(IWGOA)对控制器参数进行优化。首先,根据电液位置伺服系统搭建跟踪误差状态空间方程;其次,设计新型趋近律下的TDSMC,并通过IWGOA对控制器的9个参数进行优化设计;最后,通过AMESim/SIMULINK进行联合仿真。仿真结果表明:应用本文算法优化控制器所得跟踪轨迹相比传统滑模和一般微分滑模控制器都更为平滑,跟踪速度分别提升0.5 s和0.16 s,精度分别提高14.36%和10.62%。 展开更多
关键词 液压机械臂 改进鲸鱼遗传算法 新型趋近律 跟踪微分滑模控制器 轨迹跟踪
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基于改进遗传算法优化LSTM的营养液温度预测模型 被引量:1
6
作者 刘艺梦 王会强 +3 位作者 丁小明 李飞 孙玉林 孙广军 《中国农机化学报》 北大核心 2025年第6期91-97,共7页
准确预测营养液温度是营养液膜栽培技术(NFT)调控根区温度的关键,对作物生长具有重要意义,但因营养液温度具有时序性、非线性及多耦合性等特征,难以实现连续、精准化预测,基于此,提出一种改进遗传算法(IGA)优化多变量长短时记忆神经网络... 准确预测营养液温度是营养液膜栽培技术(NFT)调控根区温度的关键,对作物生长具有重要意义,但因营养液温度具有时序性、非线性及多耦合性等特征,难以实现连续、精准化预测,基于此,提出一种改进遗传算法(IGA)优化多变量长短时记忆神经网络(LSTM)模型参数的营养液温度预测方法,通过引入正弦函数,对遗传算法中的固定交叉和变异概率进行优化。使用皮尔逊相关分析法获取相关性较强的特征。同时构造特征与时间步长的矩阵,将其输入到网络中进行温度预测。预测结果表明,在预测时间为20~60 min时,模型决定系数为0.954~0.985,均方根误差为0.183℃~0.365℃,平均绝对误差为0.165℃~0.311℃。并在不同清晰度指数K_(T)下进行验证。结果表明,在0.5>K_(T)≥0.2(多云)时,模型营养液温度预测效果最好,且在其他K_(T)下模型可以达到生产所需预测精度要求,为根区精准高效控温提供重要依据。 展开更多
关键词 营养液膜技术 改进遗传算法 LSTM神经网络 皮尔逊相关分析 营养液温度预测
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采用改进编码遗传算法的空间桁架阻尼杆配置优化
7
作者 董治成 苗雪阳 +3 位作者 张梅升 姜东 张大海 费庆国 《宇航学报》 北大核心 2025年第1期181-192,共12页
为最大化发挥阻尼杆在桁架减振中的作用,提出一种改进编码方式,依据桁架结构中杆的位置编码,改进了基本遗传算法的相关流程。进一步针对某实际空间桁架结构建立隔振器的力学模型,并以此建立安有隔振器的阻尼杆的等效力学模型和安有阻尼... 为最大化发挥阻尼杆在桁架减振中的作用,提出一种改进编码方式,依据桁架结构中杆的位置编码,改进了基本遗传算法的相关流程。进一步针对某实际空间桁架结构建立隔振器的力学模型,并以此建立安有隔振器的阻尼杆的等效力学模型和安有阻尼杆的空间桁架结构动力学模型。最后针对两种空间桁架模型,以最大化阻尼杆的减振效果为原则,利用仿真模型开展动力学响应求解和基于改进编码遗传算法的阻尼杆配置优化。结果显示,优化后目标位置的振幅均衰减80%以上,好于优化前的结果,并且算法相较于采用二进制编码的基本遗传算法,收敛速度和稳定性均得到提升。 展开更多
关键词 空间桁架 阻尼杆 改进编码 遗传算法 配置优化
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融合盈亏拿取策略的改进遗传算法求解TTP
8
作者 江晓菊 谭代伦 冯世强 《计算机应用研究》 北大核心 2025年第8期2408-2415,共8页
旅行小偷问题(TTP)是由旅行商问题(TSP)和背包问题(KP)复合而成的一类新型组合优化问题,其优化模型涵盖了两类问题的约束条件,也继承了两类问题的计算难度。针对TTP,提出了一种融合盈亏拿取策略的改进遗传算法。对任意旅行商回路上的物... 旅行小偷问题(TTP)是由旅行商问题(TSP)和背包问题(KP)复合而成的一类新型组合优化问题,其优化模型涵盖了两类问题的约束条件,也继承了两类问题的计算难度。针对TTP,提出了一种融合盈亏拿取策略的改进遗传算法。对任意旅行商回路上的物品列表,定义了超值物品并采取必拿策略,对剩余物品定义了亏本物品并予以剔除,对剔除后的剩余物品引入了双评分计算公式,并按混合排序策略进行综合排序,再依序选入背包,整个处理过程构成盈亏拿取策略。对于遗传算法,设计近邻域搜索和截断交换的种群初始化策略以提升初始种群的质量;采用随机遍历抽样选择算子、部分匹配的交叉算子、二次变异算子以强化优胜劣汰和维护种群的多样性;增加重插入算子以保持种群稳定。仿真实验表明,改进策略明显提升了算法性能,对算例的求解结果达到预期,改进算法具有良好的寻优能力和稳定性。 展开更多
关键词 旅行商问题 背包问题 旅行小偷问题 改进遗传算法 盈亏拿取策略
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基于改进遗传算法的六维力传感器解耦方法
9
作者 李威 王鹏 +5 位作者 戴裕强 石宇航 赵润芝 张昌明 杨帆 孙茹雪 《传感技术学报》 北大核心 2025年第7期1229-1236,共8页
针对六维力传感器在解耦过程中存在的维间耦合问题,提出了一种基于BP神经网络的优化解耦模型,为提升模型性能,改进遗传算法的适应度值、交叉概率和变异概率,并引入模拟退火算法进行进一步优化,所得的最优解即为最佳解耦策略。基于L型指... 针对六维力传感器在解耦过程中存在的维间耦合问题,提出了一种基于BP神经网络的优化解耦模型,为提升模型性能,改进遗传算法的适应度值、交叉概率和变异概率,并引入模拟退火算法进行进一步优化,所得的最优解即为最佳解耦策略。基于L型指尖六维力和商用应变式平面十字梁六维力传感器的标定数据,分别对改进遗传算法进行验证,结果表明:改进的SA-GA算法在求解速度、收敛性和解耦精度方面显著提升,相较于传统遗传算法,Ⅰ类误差平均降低1.36%,Ⅱ类误差平均降低1.72%。基于机器学习的解耦算法有效减少了耦合误差,显著提升多维力传感器的测量精度,并为传感器优化提供了可靠的技术支持。 展开更多
关键词 六维力传感器 解耦研究 神经网络 改进遗传算法
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基于改进遗传算法的机场保障车辆动态调度优化
10
作者 马尚 朱培 +2 位作者 杨志文 钟子涵 邵荃 《科学技术与工程》 北大核心 2025年第28期12296-12303,共8页
机场地面保障车辆调度是机场地面运行的关键环节,为提升地面保障效率,针对机场地面保障车辆调度问题,考虑航班时刻信息的变化以及计划外的新增需求,提出基于两阶段法的机场地面保障车辆调度模型,设计改进遗传算法进行求解。根据南京禄... 机场地面保障车辆调度是机场地面运行的关键环节,为提升地面保障效率,针对机场地面保障车辆调度问题,考虑航班时刻信息的变化以及计划外的新增需求,提出基于两阶段法的机场地面保障车辆调度模型,设计改进遗传算法进行求解。根据南京禄口机场的实际运行数据,以具有顺序约束的摆渡车和加油车为例进行仿真实验。实验结果表明:与先到先服务与传统遗传算法得到的结果对比,使用车辆数目分别降低40.0%与33.3%,保障总时间分别降低41.4%和16.1%,与静态调度结果进行对比,保障服务时间增加3.1%仍在合理范围内,其余指标出现明显变化。可见机场保障车辆动态调度模型能够提高地面运行调度效率,减少航班延误率。 展开更多
关键词 机场地面保障车辆 多目标优化 改进遗传算法 动态调度
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基于改进拍卖-遗传算法的作战任务分配方法
11
作者 孙佳伟 杜伟伟 +2 位作者 李震 赵佳然 靳玉琪 《火力与指挥控制》 北大核心 2025年第6期62-70,共9页
为提高合成分队作战任务分配效率,并实现不同类型作战单元的高效协同作业,提出了一种三层迭代寻优模型,通过多智能体利用军用订单模式完成能力寻优、个体寻优、协同寻优的迭代过程。基于模型的具体特点,融合拍卖算法与遗传算法进行运算... 为提高合成分队作战任务分配效率,并实现不同类型作战单元的高效协同作业,提出了一种三层迭代寻优模型,通过多智能体利用军用订单模式完成能力寻优、个体寻优、协同寻优的迭代过程。基于模型的具体特点,融合拍卖算法与遗传算法进行运算,减少了遗传算法的初始搜索空间。采用精英保留与君主选择策略,以及动态调整交叉率和变异率的方法改进遗传算法步骤,加快了整体分配速度。最后通过仿真实验验证了该方法的可行性和有效性。 展开更多
关键词 作战任务分配 改进遗传算法 拍卖算法 约束因子 多智能体
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一种基于遗传算法改进粒子群算法的光储氢并网型微电网容量配置优化模型研究
12
作者 徐展鹏 陈福新 +1 位作者 杨雪凡 卢琴芬 《太阳能学报》 北大核心 2025年第7期144-153,共10页
以并网型光储氢微电网为研究对象,为提升其可再生能源消纳能力、碳减排能力和经济性,提出一种基于遗传算法改进粒子群算法的容量配置优化模型。优化模型目标函数为最大年综合利润,不仅将投资运维、绿证交易和碳交易机制引入系统运行成... 以并网型光储氢微电网为研究对象,为提升其可再生能源消纳能力、碳减排能力和经济性,提出一种基于遗传算法改进粒子群算法的容量配置优化模型。优化模型目标函数为最大年综合利润,不仅将投资运维、绿证交易和碳交易机制引入系统运行成本和收益,且提出一种基于电氢储能实时收益系数的协调控制策略,使得光氢利润基于分时电价进行实时变化、储能设备的出力顺序根据实时收益系数来优化;优化变量为光、氢与储能的容量;优化方法为遗传算法改进的粒子群优化算法,其在改进粒子群优化算法引入遗传算法的思想,对粒子种群的位置进行选择、交叉与变异操作,提高全局优化能力。通过优化设计实例与影响因素分析实例,验证了优化模型的有效性。 展开更多
关键词 光氢储微电网 并网型 容量配置 遗传算法 改进粒子群优化算法
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基于改进线性自适应策略遗传算法的多农机小麦播种编队协同作业任务分配方法研究
13
作者 易翰林 龚立娇 +2 位作者 李荣轩 王雯烁 李轩杰 《石河子大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第4期452-462,共11页
面向大规模农田中小麦播种作业的高效率需求,研究多农机播种编队协同作业的任务分配方法。通过分析新疆小麦播种的机械化作业模式,考虑农机编队的作业时间、作业实时完成度等因素,设计多农机协同任务分配的目标函数,以播种作业时间为约... 面向大规模农田中小麦播种作业的高效率需求,研究多农机播种编队协同作业的任务分配方法。通过分析新疆小麦播种的机械化作业模式,考虑农机编队的作业时间、作业实时完成度等因素,设计多农机协同任务分配的目标函数,以播种作业时间为约束条件,提出基于改进线性自适应策略的遗传算法,建立基于改进线性自适应策略遗传算法的多农机播种编队协同作业的任务分配模型。仿真模拟及分析结果表明,改进线性自适应策略遗传算法的多农机播种编队协同作业时间比传统遗传算法、线性自适应策略遗传算法、余弦自适应策略遗传算法、正弦自适应策略遗传算法分别降低了16.732%、3.271%、2.753%和2.438%。最后,将以上算法在车载平台端验证,基于改进线性自适应策略遗传算法的多农机播种编队协同作业时间相比于传统遗传算法、线性自适应策略的遗传算法、余弦自适应策略的遗传算法、正弦自适应策略的遗传算法分别降低了13.756%、4.359%、1.4249%、1.261%。表明基于改进线性自适应策略遗传算法的多农机小麦播种编队协同作业可输出更优的协同任务分配方案。 展开更多
关键词 多农机协同 任务分配 作业时间 改进线性自适应策略的遗传算法
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融合DRL的改进遗传算法求解众包车辆-公共交通协同配送问题
14
作者 冯睿锋 陈彦如 《计算机工程》 北大核心 2025年第10期357-368,共12页
针对农村地区配送场景,提出一种车辆路径问题的变体——众包车辆-公共交通协同配送问题(VRPOD-SL)。该问题对参与配送的公交车辆及其服务的物流客户进行选择,同时需选择参与配送的众包车辆,并对众包车辆的行驶路径等进行决策。考虑众包... 针对农村地区配送场景,提出一种车辆路径问题的变体——众包车辆-公共交通协同配送问题(VRPOD-SL)。该问题对参与配送的公交车辆及其服务的物流客户进行选择,同时需选择参与配送的众包车辆,并对众包车辆的行驶路径等进行决策。考虑众包车辆的起终点、服务范围和最大载重,以及公交车辆的载货空间限制和按固定路线行驶等特点,以最小化配送总成本为优化目标,构建VRPOD-SL的整数规划模型。由于公交车辆提供物流服务的客户选择决策,影响到众包车辆的服务客户选择,进而需要不断求解众包车辆路径问题,导致问题的计算复杂度较高,因此设计一种基于深度强化学习(DRL)的启发式算法,即融合了注意力模型的遗传算法(GA-AM)。该算法将遗传算法(GA)的全局搜索特性和注意力模型(AM)的并行决策能力相结合,能够有效减少VRPOD-SL的求解时间。同时设计局部搜索算法,进一步提高解决方案的质量。数值实验结果表明,所提出的GA-AM在求解性能方面明显优于Gurobi求解器、自适应大邻域搜索(ALNS)算法和变邻域搜索(VNS)算法。此外,研究结果也验证了众包车辆-公共交通协同配送模式的有效性。 展开更多
关键词 车辆路径问题 深度强化学习 改进遗传算法 众包车辆-公共交通协同配送 自适应大邻域搜索算法
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基于改进遗传算法优化化学反应条件
15
作者 田梦阳 刘建闽 《应用化学》 北大核心 2025年第5期675-683,共9页
有机化学反应条件的优化一直是化学领域的重要研究课题。然而,由于反应条件的多样性和复杂性,传统优化方法通常依赖大量实验,面临高昂的成本和长时间反应的挑战。本研究针对有机化学反应优化的特点及传统遗传算法在收敛速度和局部最优... 有机化学反应条件的优化一直是化学领域的重要研究课题。然而,由于反应条件的多样性和复杂性,传统优化方法通常依赖大量实验,面临高昂的成本和长时间反应的挑战。本研究针对有机化学反应优化的特点及传统遗传算法在收敛速度和局部最优解问题上的不足,提出了一种改进的遗传算法优化模型。该模型结合了保留精英策略、自适应多次变异策略和随机选择策略,显著提高了算法的全局搜索能力和收敛速度。研究首先在一个包含混合类型条件的直接芳基化反应数据集上对模型进行评估,实验结果表明,相较于传统的遗传算法和随机搜索算法,改进的遗传算法在不同实验环境下表现出更强的寻优能力和更高的稳定性。随后,研究以包含3696个反应条件的Suzuki-Miyaura反应数据集作为待优化的反应。实验表明,在产率≥96.20%的反应条件仅占整个数据集1%的搜索空间的情况下,改进遗传算法平均仅需搜索35个样本即可找到符合该条件的最优反应条件,充分展示了改进遗传算法在化学反应条件优化上的巨大潜力。 展开更多
关键词 反应条件 优化 改进 遗传算法 变异
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基于多目标优化的改进遗传算法求解柔性车间调度问题
16
《制造技术与机床》 北大核心 2025年第7期15-15,23,33,67,74,89,113,131,140,158,181,216,224,共13页
文章主要研究多目标的柔性车间调度问题。在实际生产过程中,调度结果受完工时间、机器负荷、成本控制和资源消耗等多方面因素影响,因此提出了一种基于多目标优化的改进遗传算法,针对最小化最大完成时间、最小化机器负荷和最小化资源消耗... 文章主要研究多目标的柔性车间调度问题。在实际生产过程中,调度结果受完工时间、机器负荷、成本控制和资源消耗等多方面因素影响,因此提出了一种基于多目标优化的改进遗传算法,针对最小化最大完成时间、最小化机器负荷和最小化资源消耗3个目标函数进行优化。 展开更多
关键词 多目标优化 柔性车间调度 改进遗传算法
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基于发现概率地对空雷达干扰源分配的改进型遗传算法
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作者 卿朝进 何林锶 +3 位作者 王子龙 张银杰 赵桂毅 林辉 《火力与指挥控制》 北大核心 2025年第2期21-28,35,共9页
针对大规模干扰机和机载雷达场景下干扰资源分配困难的问题,设计一种基于映射二进制编码的改进型遗传算法。算法结合干扰机对抗来袭机载雷达的应用背景,以发现概率作为指标,求解发现概率最小化下的最优干扰资源分配策略。仿真结果表明,... 针对大规模干扰机和机载雷达场景下干扰资源分配困难的问题,设计一种基于映射二进制编码的改进型遗传算法。算法结合干扰机对抗来袭机载雷达的应用背景,以发现概率作为指标,求解发现概率最小化下的最优干扰资源分配策略。仿真结果表明,相对于经典遗传算法,在解空间巨大的情况下,所提方法有效地节省了存储空间,加速了算法的迭代收敛,并适用于硬件二进制处理系统。 展开更多
关键词 改进遗传算法 发现概率 干扰资源分配 雷达干扰
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基于改进遗传算法的离散波长消色差氧化石墨烯平面透镜逆向设计方法
18
作者 李雪岩 于浩文 陈玉玺 《仪器仪表学报》 北大核心 2025年第4期11-22,共12页
纳米光学成像技术是现代光学成像系统和光学测量系统的主要手段之一,但是传统宽波段消色差超透镜随着工作波长数量的增加而引入的单元结构复杂度骤增、成像效率降低、聚焦分辨力降低等问题,限制了高性能、集成化微型光学系统的发展。氧... 纳米光学成像技术是现代光学成像系统和光学测量系统的主要手段之一,但是传统宽波段消色差超透镜随着工作波长数量的增加而引入的单元结构复杂度骤增、成像效率降低、聚焦分辨力降低等问题,限制了高性能、集成化微型光学系统的发展。氧化石墨烯是一种具有高折射率和高透射率的二维材料,通过激光直写技术将氧化石墨烯的特定区域热还原为还原氧化石墨烯,其材料的光学性能发生改变,因此可以制作成氧化石墨烯超薄平面透镜。针对氧化石墨烯透镜的离散波长色散问题,提出了一种基于改进遗传算法的氧化石墨烯透镜逆向设计方法。通过设置遗传算法的优化目标,引入目标函数的惩罚因子,对透镜结构进行目标性优化,可以设计出能够对离散波长进行单一焦点等强度聚焦的氧化石墨烯透镜。使用真空过滤法和飞秒激光直写技术加工了所设计的氧化石墨烯透镜(厚度约200 nm),并对其聚焦特性进行了表征。实验结果表明,该透镜可对450、550以及650 nm入射波长进行出色的色散调控,与预设焦距的最大偏差仅为2.23%。该透镜对工作波长的焦点平均径向半峰全宽为324.3 nm,可以达到超衍射极限聚焦。该设计方法为需要高分辨率、宽波段色散控制的微型光学系统提供了新的可能。 展开更多
关键词 氧化石墨烯 超平面透镜 多波长色散调控 逆向设计 改进遗传算法
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改进遗传算法在机器人多目标路径规划的应用
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作者 张弛承 林富生 +1 位作者 宋志峰 余联庆 《传感器与微系统》 北大核心 2025年第8期164-168,共5页
为解决移动机器人在多目标情况下路径较长且运算耗时较长的问题,提出了一种改进遗传算法。以经过所有目标点的节拍和总距离最短为优化目标,建立路径规划模型。首先,通过算法获取各个目标点间的距离矩阵以及最短路径,再根据目标点的距离... 为解决移动机器人在多目标情况下路径较长且运算耗时较长的问题,提出了一种改进遗传算法。以经过所有目标点的节拍和总距离最短为优化目标,建立路径规划模型。首先,通过算法获取各个目标点间的距离矩阵以及最短路径,再根据目标点的距离求解出移动机器人的执行顺序,并引入模拟退火算法,在每一代的遗传进化中进行局部搜索,改善算法早熟的缺陷,强化其整体寻优的能力。最后,通过对环境进行建模与仿真,并与传统遗传算法对比,结果表明:该算法能有效、快速地解决多目标情况下的路径规划问题。 展开更多
关键词 移动机器人 多目标 改进遗传算法 路径规划 模拟退火算法
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改进遗传算法求解含单转运系统车间调度问题
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作者 轩华 武怡璇 王薛苑 《计算机工程与设计》 北大核心 2025年第1期249-256,共8页
研究单转运系统分布式置换流水线调度问题,任一工厂内连续两台机器间有一台运输能力有限的转运机器人。基于此,提出一种多策略融合改进遗传算法以最小化最大完工时间。引入Logistic-tent混沌搜索、基于K-均值聚类的NEH算法和修正NEH算... 研究单转运系统分布式置换流水线调度问题,任一工厂内连续两台机器间有一台运输能力有限的转运机器人。基于此,提出一种多策略融合改进遗传算法以最小化最大完工时间。引入Logistic-tent混沌搜索、基于K-均值聚类的NEH算法和修正NEH算法以改善初始工厂加工序列群的质量,运用结合均匀多点交叉和互换变异的自适应交叉变异算子或工厂内/间交叉变异算子进行解的调整,设计一种基于主工厂的邻域搜索(key-factory-based local search,KFLS)和半初始化策略进行再次优化。仿真结果表明了该算法的有效性。 展开更多
关键词 分布式车间 置换流水线 转运机器人 多策略融合 改进遗传算法 运输时间 等待时间
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