无参数自适应罚函数的高效代理模型优化设计方法

1

作者 张伟 高正红 +1 位作者 王超 夏露 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期1262-1272,共11页

在飞行器气动外形优化设计中,复杂约束条件导致设计空间可行域呈现不连续的特征,且理想解大多靠近约束边界,传统高效代理模型方法难以适用。研究了参考点对优化设计的影响,提出了一种考虑约束的参考点选择机制;对于最优解靠近边界的问题... 在飞行器气动外形优化设计中,复杂约束条件导致设计空间可行域呈现不连续的特征,且理想解大多靠近约束边界,传统高效代理模型方法难以适用。研究了参考点对优化设计的影响,提出了一种考虑约束的参考点选择机制;对于最优解靠近边界的问题,罚函数法更加有效,但惩罚因子的设置对于罚函数方法影响很大,不合适的惩罚因子反而会损害优化效率,分析了优化过程中罚函数方法对惩罚因子的要求,提出了一种无参数自适应罚函数的代理模优化设计方法,引入基于样本分析的惩罚项,结合归一化目标值和约束值,在优化过程中动态调整惩罚因子,使优化能够尽可能地聚焦于可行域内,迅速收敛到最优解,实现样本的高效配置。通过带约束的函数算例和翼型优化算例证实,所提方法可以大幅提高飞行器气动外形优化设计效率。 展开更多

关键词 优化设计 代理模型 参考点 气动设计 自适应罚函数

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鲜奶采购计划的改进自适应罚函数遗传算法

2

作者 钟金宏 黄玲 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第10期1194-1199,共6页

奶制品加工厂主要从总部采购鲜奶(生产),也会从当地奶农采购部分鲜奶(外包)。出于能力和策略的考虑,两种来源的鲜奶采购量均有限;考虑到客户允许奶制品延期交货,相应的鲜奶也可延期交货,生产、外包和库存/延期交货成本均为一般凹函数,... 奶制品加工厂主要从总部采购鲜奶(生产),也会从当地奶农采购部分鲜奶(外包)。出于能力和策略的考虑,两种来源的鲜奶采购量均有限;考虑到客户允许奶制品延期交货,相应的鲜奶也可延期交货,生产、外包和库存/延期交货成本均为一般凹函数,问题是以最小的总成本来满足规划期的鲜奶需求。为求解该问题,设计了一种新的基于群体可行状态和个体约束违背程度的自适应惩罚方案,据此设计了求解该问题的遗传算法。为测试算法的性能,先进行了算子组合和遗传算子概率的选择实验,选出最适合的算子和算子概率;在此基础上,针对4个问题实例,通过50次运行,测试了所提自适应罚函数相对4种常见罚函数的优势。 展开更多

关键词 鲜奶采购计划 外包 遗传算法 自适应罚函数

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基于自适应罚函数的QPSO算法的代谢通量评估

3

作者 龙海侠 张秀虹 《计算机应用研究》 CSCD 北大核心 2012年第4期1227-1229,1296,共4页

针对代谢通量评估问题属于带约束的优化问题,其目标函数是一个非线性、不可微的并且存在多个局部最小点的复杂函数,提出了使用自适应罚函数的量子粒子群优化算法来解决这个问题。通过自适应罚函数的方法解决约束条件,然后使用QPSO算法... 针对代谢通量评估问题属于带约束的优化问题,其目标函数是一个非线性、不可微的并且存在多个局部最小点的复杂函数,提出了使用自适应罚函数的量子粒子群优化算法来解决这个问题。通过自适应罚函数的方法解决约束条件,然后使用QPSO算法最小化内部代谢通量。用此算法评估谷氨酸棒杆菌的内部代谢通量并与传统的优化算法来比较,实验结果证明了该算法的可行性和有效性。 展开更多

关键词 代谢通量评估 带约束优化 量子粒子群优化算法 自适应罚函数

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基于自适应罚函数遗传算法求解地下水管理模型 被引量：3

4

作者 王玉莲 黄林显 +3 位作者 桑国庆 刘治政 韩忠 梁浩 《人民黄河》 CAS 北大核心 2022年第3期69-73,共5页

在充分分析地下水管理模型流程结构的基础上,通过耦合地下水流数值模型MODFLOW和遗传算法(GA),提出一种自适应罚函数遗传算法用于求解地下水管理模型。将MODFLOW嵌入到GA中,数值模型模拟结果返回到优化算法中作为约束条件,优化过程通过G... 在充分分析地下水管理模型流程结构的基础上,通过耦合地下水流数值模型MODFLOW和遗传算法(GA),提出一种自适应罚函数遗传算法用于求解地下水管理模型。将MODFLOW嵌入到GA中,数值模型模拟结果返回到优化算法中作为约束条件,优化过程通过GA求解。通过实例验证,结果表明:该算法可以自主进行罚因子值的选取,克服了一般遗传算法中罚因子值选取的困难;能够确保获得可行域上的全局最优解;与传统的遗传优化算法相比,该算法求解精度更高。 展开更多

关键词 地下水管理模型 自适应罚函数 遗传算法(GA) MODFLOW

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改进罚函数法与蝙蝠算法在约束优化中的应用 被引量：6

5

作者 刘云连 伍铁斌 +2 位作者 王俊年 周桃云 成运 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2015年第9期62-67,共6页

设计了一种基于自适应罚函数法和改进蝙蝠算法的约束优化问题求解方法。提出了一种自适应罚函数法,该处理方法综合考虑了约束违反的情况和进化过程的特点,如果某个约束违反的次数越多,则证明该约束越强,赋予惩罚系数越大;种群中的不可... 设计了一种基于自适应罚函数法和改进蝙蝠算法的约束优化问题求解方法。提出了一种自适应罚函数法,该处理方法综合考虑了约束违反的情况和进化过程的特点,如果某个约束违反的次数越多,则证明该约束越强,赋予惩罚系数越大;种群中的不可行解的数量越多,为保持种群的多样性,则约束应该取较小的值,即惩罚系数取较小的值。提出了一种改进的蝙蝠算法,利用混沌的遍历性特点产生初始种群,增强了初始种群的多样性和种群的质量;在考虑了脉冲响度的蝙蝠算法局部搜索中,融入了交叉操作;为防止算法在后期陷入局部最优解,引进了变异操作,保证了群体的多样性。将自适应罚函数法与改进的蝙蝠算法融合起来求解约束优化问题,4个复杂的标准测试函数和2个工程实际问题证明了该约束优化求解方法的可行性和有效性。 展开更多

关键词 蝙蝠算法 自适应罚函数 约束优化问题

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自适应约束惩罚的粒子群聚类算法 被引量：1

6

作者 张国英 刘冠洲 +1 位作者 徐宁 周俊武 《郑州大学学报（理学版）》 CAS 北大核心 2010年第2期47-52,共6页

提出了基于惩罚约束问题的群体智能聚类算法PCSI,不必穷尽搜索样本集,利用粒子群算法的优化搜索机制在数据集中有指导地随机搜索聚类中心向量,能够以较小的计算代价确定样本集的类别数.有约束优化过程的罚函数为两部分之和:①目标函数,... 提出了基于惩罚约束问题的群体智能聚类算法PCSI,不必穷尽搜索样本集,利用粒子群算法的优化搜索机制在数据集中有指导地随机搜索聚类中心向量,能够以较小的计算代价确定样本集的类别数.有约束优化过程的罚函数为两部分之和:①目标函数,各样本与其类别中心的均方误差;②自适应惩罚项,即数据集的边界作为粒子群移动的约束条件,对约束违反程度进行惩罚.为降低不平衡数据集的影响,按照数据集的方差和模糊高斯函数,将样本到其类别中心的距离进行模糊映射,归一化到[0,1]区间.粒子群优化方法免去了传统方法的求导计算.聚类IRIS数据集和Reuters-21578文档集以验证算法的有效性,对大规模数据聚类有明显优势. 展开更多

关键词 粒子群算法 智能优化 自适应罚函数

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用于多目标无功优化的自适应遗传算法 被引量：32

7

作者 夏可青 赵明奇 李扬 《电网技术》 EI CSCD 北大核心 2006年第13期55-60,共6页

引入了自适应权重和因子及自适应罚函数的概念,提出了一种自适应遗传算法,将其应用于多目标无功优化问题的求解中。该算法能保证寻优方向的多向性,并能避免模糊隶属度算法耗时过长的缺陷。在寻优过程中,自适应罚函数法能有效利用不可行... 引入了自适应权重和因子及自适应罚函数的概念,提出了一种自适应遗传算法,将其应用于多目标无功优化问题的求解中。该算法能保证寻优方向的多向性,并能避免模糊隶属度算法耗时过长的缺陷。在寻优过程中,自适应罚函数法能有效利用不可行解的有用信息,对不可行解进行适度惩罚。IEEE14节点系统的算例结果表明所提出的算法是解决多目标无功优化问题的有效方法。 展开更多

关键词 自适应遗传算法 自适应权重和 自适应罚函数 多目标无功优化 电力系统

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基于动态缩减机制的多策略单亲遗传算法求解CVRP问题

8

作者 陈加俊 谭代伦 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第10期2396-2412,共17页

针对传统遗传算法求解带容量约束的车辆路径问题(CVRP)时存在易早熟、收敛速度慢、精度低等问题,提出一种基于动态缩减机制的多策略单亲遗传算法。基于同类个体实现对寻优空间的划分,采用模拟退火准则对最低类别子空间进行淘汰或更新,... 针对传统遗传算法求解带容量约束的车辆路径问题(CVRP)时存在易早熟、收敛速度慢、精度低等问题,提出一种基于动态缩减机制的多策略单亲遗传算法。基于同类个体实现对寻优空间的划分,采用模拟退火准则对最低类别子空间进行淘汰或更新,构成寻优空间的缩减和移动机制;基于单亲遗传算法,综合设计了组内、组间、整体搜索,以及扰动与跳跃的多种遗传进化策略;为适应度函数设计了基于个体发展、种群进化、整体收敛3个罚因子的自适应罚函数分量,对不可行解作出更有效惩罚。通过对3组CVRP问题实例进行仿真实验分析,结果表明:该算法在种群质量、全局与局部寻优能力、求解精度和收敛速度等方面均得到改善和提升。 展开更多

关键词 车辆路径问题 遗传算法 动态缩减机制 自适应罚函数 多策略遗传进化

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风光互补独立供电系统的优化设计 被引量：45

9

作者 徐大明 康龙云 曹秉刚 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第9期919-922,共4页

在设计风光互补独立供电系统时,系统中需要优化的不仅有光伏电池和蓄电池的容量,还应该有风力发电机种类和容量以及光伏电池的倾角。优化目标为系统安装成本,约束条件为供电可靠性,其指标负载缺电率LP- SP需经仿真运行得到。本问题属于... 在设计风光互补独立供电系统时,系统中需要优化的不仅有光伏电池和蓄电池的容量,还应该有风力发电机种类和容量以及光伏电池的倾角。优化目标为系统安装成本,约束条件为供电可靠性,其指标负载缺电率LP- SP需经仿真运行得到。本问题属于非线性整数规划,也是一个NP-hard问题。用包含精英策略的遗传算法优化,以自适应罚函数法处理约束。计算和验证表明本文采用的算法收敛,能同时优化风力发电机类型和容量、光伏电池的容量和倾角以及蓄电池的容量,并且计算效率高。 展开更多

关键词 可再生能源 独立供电系统 容量配置 遗传算法 自适应罚函数

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基于混合量子遗传算法的微电网电源优化配置 被引量：30

10

作者 符杨 蒋一鎏 李振坤 《电力系统保护与控制》 EI CSCD 北大核心 2013年第24期50-57,共8页

根据风光资源情况、各分布式电源输出特性以及用户对供电可靠性的要求,研究了风光储互补独立微电网电源优化配置问题。采用自适应罚函数法对其目标函数进行修正,使得在满足用户供电可靠性要求的前提下,经济性达到最好。在求解过程中,结... 根据风光资源情况、各分布式电源输出特性以及用户对供电可靠性的要求,研究了风光储互补独立微电网电源优化配置问题。采用自适应罚函数法对其目标函数进行修正,使得在满足用户供电可靠性要求的前提下,经济性达到最好。在求解过程中,结合自适应旋转角调整策略、量子位交叉变异操作和群体灾变思想,提出了一种新的混合量子遗传算法。最后,对一个实际算例进行仿真,将其优化结果与典型量子遗传算法和普通遗传算法的优化结果进行对比,结果表明,该方法不仅能快速收敛,而且全局寻优能力强。 展开更多

关键词 微电网 电源优化配置 孤岛运行 量子遗传算法 自适应旋转角调整 群体灾变 自适应罚函数

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多约束条件下自动配棉的混合遗传算法 被引量：3

11

作者 林兰芬 欧冠男 陆俊虎 《浙江大学学报（工学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第5期801-806,共6页

现有自动配棉方法求解的问题规模不大或者不易找到最优解,为此建立了一个多约束条件下自动配棉问题的数学模型.基于基本遗传算法,采用罚函数法处理多个约束条件,通过对种群进化程度进行监控并适时地增大选择压力,形成求解自动配棉问题... 现有自动配棉方法求解的问题规模不大或者不易找到最优解,为此建立了一个多约束条件下自动配棉问题的数学模型.基于基本遗传算法,采用罚函数法处理多个约束条件,通过对种群进化程度进行监控并适时地增大选择压力,形成求解自动配棉问题的基于自适应罚函数法的混合遗传算法(MGA1).进一步提出了求解自动配棉问题的基于模拟退火算法和隔代相传策略的混合遗传算法(MGA2).以企业实际棉批库存与质量数据为例进行实验验证,结果表明,对于中小规模的配棉问题,MGA2具备较好的寻找最优解和较优解的能力,并且其解表现出多样性的特点;而对于大规模的配棉问题,MGA1保持良好的收敛性,能够找到比MGA2更好的最优解和较优解. 展开更多

关键词 配棉 自适应罚函数 模拟退火 混合遗传算法

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基于遗传算法的阵列天线波束能量定量控制技术 被引量：5

12

作者 王友保 王英植 张宥诚 《安徽大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2021年第1期43-52,共10页

提出发射天线(如无线局域网天线、基站天线等)辐射强度随用户信号强度的变化而实时调整的技术.该技术基于遗传算法,将阵列天线波束能量定量控制问题转化为一个带有约束条件的极值问题.在算法的适应度函数设计中,通过自适应罚函数将发射... 提出发射天线(如无线局域网天线、基站天线等)辐射强度随用户信号强度的变化而实时调整的技术.该技术基于遗传算法,将阵列天线波束能量定量控制问题转化为一个带有约束条件的极值问题.在算法的适应度函数设计中,通过自适应罚函数将发射阵列天线和接收天线间的能量传输效率与接收天线信号强度构成一个简单的极值函数,得到阵列天线的最优激励分布.高频电磁结构仿真软件(HFSS)的验证结果表明:阵列天线辐射的信号强度在接收天线处能达预期值.可见,该技术能实现对阵列天线波束能量的定量控制. 展开更多

关键词 阵列天线 遗传算法 定量控制 自适应罚函数

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基于混合遗传算法的染色优化模型与仿真 被引量：4

13

作者 汪岚 《计算机工程》 CAS CSCD 北大核心 2009年第22期218-220,共3页

为解决染色工艺优化设计问题,以生产成本最小化为优化目标,构造染色工艺优化设计的数学模型。针对模型非线性约束的特点,采用具有自适应惩罚适值函数和交叉率的混合遗传算法,对模型进行优化计算及仿真。实验结果表明,该方法优化后的生... 为解决染色工艺优化设计问题,以生产成本最小化为优化目标,构造染色工艺优化设计的数学模型。针对模型非线性约束的特点,采用具有自适应惩罚适值函数和交叉率的混合遗传算法,对模型进行优化计算及仿真。实验结果表明,该方法优化后的生产成本节约了8.8%,证明该优化模型及算法的有效性及实用性,对生产成本的预测以及染色工艺参数的制定具有实际意义。 展开更多

关键词 染色工艺 优化设计 混合遗传算法 自适应罚函数 自适应交叉率

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基于粒子群算法的潮流发电机布局 被引量：5

14

作者 刘丞 汪昆 汪雄海 《浙江大学学报（工学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第12期2087-2093,共7页

针对任何给定背景条件下的潮流能发电场的开发,都存在装置布局及潮流机尾流影响发电量的问题.提出一种改进的自适应罚函数粒子群新优化算法,以解决潮流发电机;布局优化及已知海域潮流能合理开发难题.先由给定海域单位发电量成本最小为... 针对任何给定背景条件下的潮流能发电场的开发,都存在装置布局及潮流机尾流影响发电量的问题.提出一种改进的自适应罚函数粒子群新优化算法,以解决潮流发电机;布局优化及已知海域潮流能合理开发难题.先由给定海域单位发电量成本最小为目标求取该潮流电场最佳装机数,再依据设备在给定的任一时间段内总发电量与潮流机位置坐标的关系求出各潮流机最优布局方案,论证了最优布局方案能减小尾流影响、可明显提高潮流能利用效率.详细推导了算法模型、布局优化策略.结果表明:新优化算法理论分析及推理正确;可行解搜索及相同台数潮流能发电机布局均达到了较好的效果;潮流机在各种入流速度下的发电量比传统算法布局方案有明显提高. 展开更多

关键词 潮流能发电机 发电机布局 粒子群算法 自适应罚函数

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基于改进粒子群算法在WSN节点定位中的研究 被引量：6

15

作者 张汉 王建新 方李林 《现代电子技术》 2023年第13期1-6,共6页

针对无线传感网中的节点定位问题,采用RSSI测距技术测量未知节点与信标节点间的距离,并采用粒子群算法进行优化。针对粒子群算法的不足,首先通过改进粒子群算法中的惯性权重和学习因子来提高算法的性能,并引入自适应罚函数解决粒子收敛... 针对无线传感网中的节点定位问题,采用RSSI测距技术测量未知节点与信标节点间的距离,并采用粒子群算法进行优化。针对粒子群算法的不足,首先通过改进粒子群算法中的惯性权重和学习因子来提高算法的性能,并引入自适应罚函数解决粒子收敛过快的问题;其次采用计算测量距离误差修正和定位约束模型来优化节点定位的效果。通过仿真实验将所提定位算法与其他算法进行比较,结果表明所提算法在算法的收敛性能和定位精度上取得了比较好的效果,改善了节点的定位效果。 展开更多

关键词 粒子群算法 无线传感器网络 节点定位 自适应罚函数 误差修正 测距 约束模型 性能优化

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Signorini型变分不等式方法在实际工程渗流问题中的应用 被引量：21

16

作者 陈益峰 卢礼顺 +1 位作者 周创兵 戴跃华 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第S1期178-182,共5页

对Signorini型变分不等式方法定义的罚Heaviside函数进行了改进,建立了自适应罚Heaviside函数,从而使Signorini型变分不等式方法的数值稳定性进一步得到改善,网格依赖性进一步得到克服。通过将Signorini型变分不等式方法应用于深圳市公... 对Signorini型变分不等式方法定义的罚Heaviside函数进行了改进,建立了自适应罚Heaviside函数,从而使Signorini型变分不等式方法的数值稳定性进一步得到改善,网格依赖性进一步得到克服。通过将Signorini型变分不等式方法应用于深圳市公明水库坝区渗流分析,论证了Signorini型变分不等式方法在复杂强非线性三维渗流问题中的适用性。 展开更多

关键词 Signorini型变分不等式 渗流 自适应罚Heaviside函数

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