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基于遗传算法优化的LQR路径跟踪控制
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作者 王文博 赵书尚 +1 位作者 李阁强 李子璋 《机械设计与制造》 北大核心 2025年第3期325-329,337,共6页
针对转向机器人路径跟踪问题,设计了基于遗传算法优化的线性二次型最优控制器(LQR)。首先建立车辆二自由度“自行车”动力学模型,得到车辆横向误差模型。然后构建横向误差目标函数,设计线性二次型最优状态调节器(LQR),得到控制车辆的前... 针对转向机器人路径跟踪问题,设计了基于遗传算法优化的线性二次型最优控制器(LQR)。首先建立车辆二自由度“自行车”动力学模型,得到车辆横向误差模型。然后构建横向误差目标函数,设计线性二次型最优状态调节器(LQR),得到控制车辆的前轮转角。进一步地,在控制环中加入前馈控制以消除稳态误差。在此基础上,采用遗传算法迭代优化权重矩阵Q、R来改进LQR控制器。经过Simulink与Carsim联合仿真表明,采用遗传算法优化后的LQR算法相较于未优化的LQR,横向误差减小了53%,并且大大节省了找寻最优权重矩阵的时间。 展开更多
关键词 横向运动控制 路径跟踪 遗传算法(ga) 线性二次型最优控制(LQR)
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基于遗传算法的低冗余超图影响力最大化
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作者 王志萍 赵嘉乐 +1 位作者 刘凯 张海峰 《复杂系统与复杂性科学》 北大核心 2025年第2期97-104,共8页
超图中的影响力最大化问题在各个领域都具有广泛的应用。现有的方法或是对节点间影响冗余的考虑不够充分,或是仅考虑单一度量对节点初始排序,这导致无法准确刻画节点的真实传播值。为同时充分考虑节点间的影响冗余和节点的真实传播值,... 超图中的影响力最大化问题在各个领域都具有广泛的应用。现有的方法或是对节点间影响冗余的考虑不够充分,或是仅考虑单一度量对节点初始排序,这导致无法准确刻画节点的真实传播值。为同时充分考虑节点间的影响冗余和节点的真实传播值,本文提出了一种基于遗传算法的低冗余超图影响力最大化方法(LR-HGA),该算法在遗传算法的选择操作和交叉操作中考虑这两点。在6个真实超图网络中,基于超图上定义的SI传播模型进行实验,结果表明,与先进的基准算法相比,该算法得到的种子集整体上具有更广的传播范围。 展开更多
关键词 超图 影响力最大化(IM) 影响冗余 遗传算法(ga)
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基于改进遗传算法的家电回收车辆路径规划方法 被引量:8
3
作者 黄新林 张隆飛 唐小伟 《同济大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期27-34,共8页
为了提高家电回收效率以及降低回收成本,提出了一种基于改进遗传算法(GA)的家电回收车辆路径优化方法。将家电回收车辆路径规划问题建模为一个变体的旅行商问题(TSP)以最小化运输成本,但该问题难以在多项式时间内进行求解。提出了一种... 为了提高家电回收效率以及降低回收成本,提出了一种基于改进遗传算法(GA)的家电回收车辆路径优化方法。将家电回收车辆路径规划问题建模为一个变体的旅行商问题(TSP)以最小化运输成本,但该问题难以在多项式时间内进行求解。提出了一种基于高斯矩阵变异(GMM)算子的改进遗传算法,利用原始站点数据信息中隐含的站点位序分布特性建立高斯概率矩阵,并采用轮盘赌选择法将高斯概率矩阵作用于个体基因突变,在保证种群基因多样性的同时,引导种群向高适应度方向进化。最后,采用上海地区的家电回收点实际数据开展实验仿真以验证所提出算法的有效性,并与其他算法进行对比。结果表明,与传统遗传算法相比,在将求解精度差保持在1%以内的情况下,所提出改进遗传算法的平均收敛速度可以提升50%~60%,算法耗时降低48%。 展开更多
关键词 家电回收 旅行商问题(TSP) 遗传算法(ga) 高斯矩阵变异(GMM)算子
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基于集成替代模型和遗传算法的地下水污染源信息识别
4
作者 刘蒙 骆乾坤 +2 位作者 安济民 赵梦 钱家忠 《合肥工业大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2024年第6期731-738,共8页
准确识别污染源信息是高效治理和修复地下水污染的前提。为解决使用传统模拟优化方法识别污染源信息过程中产生的严重计算负担问题,文章首先建立BP神经网络(back propagation neural network,BPNN)模型、支持向量回归(support vector re... 准确识别污染源信息是高效治理和修复地下水污染的前提。为解决使用传统模拟优化方法识别污染源信息过程中产生的严重计算负担问题,文章首先建立BP神经网络(back propagation neural network,BPNN)模型、支持向量回归(support vector regression,SVR)模型和核极限学习机(kernel extreme learning machine,KELM)模型代替传统模拟优化方法中的地下水水流和溶质运移模拟模型。然后,使用简单平均法和遗传算法(genetic algorithm,GA)计算权重值并建立集成替代模型进一步提高模型精度。最后,将表现最优的基于遗传算法建立的集成替代模型嵌入识别污染源信息的优化模型中。算例结果分析表明,嵌入基于遗传算法建立的集成替代模型的优化模型相较于传统模拟优化模型计算时间由11 d大幅度缩短至39 min,且求解所得的污染源信息参数接近真实值,可用于解决污染源信息识别问题。 展开更多
关键词 地下水污染 污染源识别 替代模型 遗传算法(ga)
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基于遗传算法(GA)解甘蔗收割顺序最优化问题的研究
5
作者 孙丽娅 上野正实 大岭政朗 《中国生态农业学报》 CAS CSCD 北大核心 2009年第6期1273-1277,共5页
本研究以已建立的栽培方法、收割时期预测甘蔗单产和含糖量的数学模型为基础,提出将寻求最佳收割顺序、收割期归结为最优化组合问题,并探讨了遗传算法(GA)的解题适用性,同时进行了几种基本设定的栽培方法推移、栽培方法构成项量、行列... 本研究以已建立的栽培方法、收割时期预测甘蔗单产和含糖量的数学模型为基础,提出将寻求最佳收割顺序、收割期归结为最优化组合问题,并探讨了遗传算法(GA)的解题适用性,同时进行了几种基本设定的栽培方法推移、栽培方法构成项量、行列式特性的定性分析,为求最佳的甘蔗收割顺序、收割期、不同栽培方法的面积等提供解析方法。为不使栽培方法的构成比例发生变化,与通常GA算法采用交叉在不同个体间互相交替进行不同,开发了适用本研究的GA的自己交叉具体解析法。将收割第1年期作为过渡状态,第2年期为安定状态,将两期目的函数的合并作为一个适应度进行评价。 展开更多
关键词 甘蔗 收割顺序 收割期 遗传算法(ga) 自己交叉 最优化
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基于GA-BP算法的汽车前端框架翘曲变形优化及验证
6
作者 林煌旭 孔选 +3 位作者 陆将男 周华江 朱国常 朱浩伟 《工程塑料应用》 北大核心 2025年第1期90-97,共8页
针对车用前端框架格栅插槽处翘曲变形大造成整车装配精度差的问题,首先通过Moldflow软件建立有限元模型分析零件初始翘曲变形量及影响参数。选定模具温度、熔体温度、保压压力、保压时间、冷却时间作为设计因素,通过正交试验表得到工艺... 针对车用前端框架格栅插槽处翘曲变形大造成整车装配精度差的问题,首先通过Moldflow软件建立有限元模型分析零件初始翘曲变形量及影响参数。选定模具温度、熔体温度、保压压力、保压时间、冷却时间作为设计因素,通过正交试验表得到工艺参数与翘曲变形量之间的映射关系并建立单目标非线性优化模型。利用GA遗传算法改良的BP神经网络进一步描述优化模型的非线性函数关系,以适应度曲线迭代收敛预测得到最佳的BP网络模型预测工艺参数分别为:模具温度60℃、熔体温度265℃、保压压力55MPa、保压时间4s、冷却时间35s,最大翘曲变形量为1.191mm。最后将最优工艺参数导入Moldflow中模拟得到最大翘曲变形量为1.33mm,较优化前初始翘曲量2.423 mm降低了45.1%。经GA-BP算法优化后的工艺参数应用于生产制造过程,前端框架注塑件偏差测量结果表明,实际测量值与优化后Moldflow模拟值拟合度较高,两者平均偏差为0.28mm,满足整车装配要求,证实了GA-BP神经网络预测模型用于优化前端框架翘曲变形的可行性。 展开更多
关键词 汽车前端框架 翘曲变形 MOLDFLOW 正交试验法 ga遗传算法 BP神经网络模型
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不相交主成分分析(PCA)和遗传算法(GA)用于差异表达基因的识别 被引量:1
7
作者 苏振强 HONG Hui—Xiao +3 位作者 TONG Wei-Da PERKINS Roger 邵学广 蔡文生 《高等学校化学学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2007年第9期1640-1644,共5页
建立了一种基于不相交主成分分析(Disjoint PCA)和遗传算法(GA)的特征变量选择方法,并用于从基因表达谱(Gene expression profiles)数据中识别差异表达的基因.在该方法中,用不相交主成分分析评估基因组在区分两类不同样品时的区分能力;... 建立了一种基于不相交主成分分析(Disjoint PCA)和遗传算法(GA)的特征变量选择方法,并用于从基因表达谱(Gene expression profiles)数据中识别差异表达的基因.在该方法中,用不相交主成分分析评估基因组在区分两类不同样品时的区分能力;用GA寻找区分能力最强的基因组;所识别基因的偶然相关性用统计方法评估.由于该方法考虑了基因间的协同作用更接近于基因的生物过程,从而使所识别的基因具有更好的差异表达能力.将该方法应用于肝细胞癌(HCC)样品的基因芯片数据分析,结果表明,所识别的基因具有较强的区分能力,优于常用的基因芯片显著性分析(Significance analysis of microarrays,SAM)方法. 展开更多
关键词 基因芯片 主成分分析(PCA) 遗传算法(ga) 基因芯片显著性分析(SAM) 偶然相关
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基于遗传算法的配电网故障定位 被引量:94
8
作者 郭壮志 陈波 +2 位作者 刘灿萍 许奎 李剑峰 《电网技术》 EI CSCD 北大核心 2007年第11期88-92,共5页
将一个多变量等式约束条件隐含于开关函数中,基于遗传算法建立了改进的配电网故障定位数学模型。根据故障诊断理论中最小集的概念建立了环网开环运行配电网的故障定位统一数学模型,并运用广义分级的处理思想提高了运用该模型进行配电网... 将一个多变量等式约束条件隐含于开关函数中,基于遗传算法建立了改进的配电网故障定位数学模型。根据故障诊断理论中最小集的概念建立了环网开环运行配电网的故障定位统一数学模型,并运用广义分级的处理思想提高了运用该模型进行配电网故障定位时的效率。仿真实验验证了上述模型的正确性和有效性及该故障定位算法在配电网故障定位中的准确性和高容错性。 展开更多
关键词 遗传算法(ga) 适应度函数 等式约束 配电网 故障定位
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基于ANN耦合遗传算法的爆破方案选择方法 被引量:38
9
作者 崔铁军 马云东 白润才 《中国安全科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2013年第2期64-68,共5页
为预防露天矿爆破引起的事故,基于安全和经济方面的考虑,对露天矿爆破方案进行优化选择,提出将人工神经网络(ANN)模型与遗传算法(GA)相耦合,从而进行爆破方案优化。研究露天矿爆破可能引起的2种主要危害形式:超爆和飞石,进而确定超爆深... 为预防露天矿爆破引起的事故,基于安全和经济方面的考虑,对露天矿爆破方案进行优化选择,提出将人工神经网络(ANN)模型与遗传算法(GA)相耦合,从而进行爆破方案优化。研究露天矿爆破可能引起的2种主要危害形式:超爆和飞石,进而确定超爆深度和飞石距离为爆破方案的被优化目标参数。另一方面,炮眼深、间距、装药深度、阻塞深度、单位炸药消耗量和钻孔率对超爆深度和飞石距离的影响是复杂的、非线性的,因而将其作为爆破方案的影响参数。分别用影响参数和目标参数作为ANN的输入值和输出值加以训练,训练后的ANN数据作为GA的适应度函数进行方案优化。结果表明:可找到符合工程实例数据的爆破方案集合,借助Pareto图,可得到相关参数的值最小(超瀑深度为0.6999m,飞石距离为27.3386m)的最优爆破方案。 展开更多
关键词 人工神经网络(ANN) 遗传算法(ga) 适应度函数选择 采矿爆破 爆破方案选择
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基于遗传算法的支持向量机预测有机物自燃点的研究 被引量:12
10
作者 时静洁 陈利平 +3 位作者 石宁 徐伟 杨惠 陈网桦 《中国安全科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2011年第7期125-129,共5页
根据定量构效关系(QSPR)原理,研究自燃点(AIT)与其分子结构间的内在定量关系。以265种有机化合物作为样本集,随机选择238种作为训练集,27种作为测试集,用遗传算法(GA)进行变量选择,分别建立多元线性回归(MLR)模型和支持向量机(SVM)模型... 根据定量构效关系(QSPR)原理,研究自燃点(AIT)与其分子结构间的内在定量关系。以265种有机化合物作为样本集,随机选择238种作为训练集,27种作为测试集,用遗传算法(GA)进行变量选择,分别建立多元线性回归(MLR)模型和支持向量机(SVM)模型研究有机物的自燃点与其分子结构间的关系。通过分析,发现造成模型预测效果不佳的原因是试验数据本身存在问题。通过对2个模型的比较,结果为GA-SVM模型明显优于GA-MLR模型,说明自燃点与其分子结构间具有很强的非线性关系。 展开更多
关键词 自燃点(AIT) 遗传算法(ga) 多元线性回归(MLR) 支持向量机(SVM) 定量构效关系(QSPR)
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基于遗传算法的非线性Lowry模型模拟研究 被引量:7
11
作者 周彬学 戴特奇 +1 位作者 梁进社 张华 《北京大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第6期1097-1104,共8页
利用遗传算法思想,借助以MATLAB语言为基础的遗传算法工具箱,在验证遗传算法在三区域、三部门模拟运算适用性之后,用非线性Lowry模型对扇形城市空间结构下的九区域、三部门进行模拟实验。结果表明:在各区域居住魅力相同的情况下,交通因... 利用遗传算法思想,借助以MATLAB语言为基础的遗传算法工具箱,在验证遗传算法在三区域、三部门模拟运算适用性之后,用非线性Lowry模型对扇形城市空间结构下的九区域、三部门进行模拟实验。结果表明:在各区域居住魅力相同的情况下,交通因素对城市居住空间结构变化起到至关重要的作用;交通区位最好的区域也是人口密度最大的区域,因为用地的有限性和地区产值的最大化追求,使这些区域也是高附加值产业首选之地。研究结果展示了非线性Lowry模型良好的解释能力,为该模型推向具体城市模拟研究打下良好基础,提高了其实用性。 展开更多
关键词 Lowry模型 遗传算法(ga) 非线性规划 土地利用
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一种混合遗传算法在车间作业调度中的应用研究 被引量:10
12
作者 饶运清 严治雄 +1 位作者 张超勇 黄刚 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2006年第5期584-587,607,共5页
结合遗传算法和局域搜索的优点,提出一种混合遗传算法(HGA)以解决Job-shop调度问题。HGA采用基于工序的编码方案;然后在探讨影响HGA性能的交叉和变异算子的基础上,引入顺序保留交叉算子(PPX),并采用具有邻域搜索能力的变异算子;最后应... 结合遗传算法和局域搜索的优点,提出一种混合遗传算法(HGA)以解决Job-shop调度问题。HGA采用基于工序的编码方案;然后在探讨影响HGA性能的交叉和变异算子的基础上,引入顺序保留交叉算子(PPX),并采用具有邻域搜索能力的变异算子;最后应用局部搜索对得到的GA解进行微调以改善解的质量。仿真结果表明了本文方法的有效性。 展开更多
关键词 遗传算法(ga) JOB-SHOP调度 局部搜索
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使用遗传算法优化雷达测量降水Z-R关系 被引量:13
13
作者 徐枝芳 熊军 葛文忠 《高原气象》 CSCD 北大核心 2006年第4期710-715,共6页
将遗传算法应用到雷达测量降水的Z--R关系参数优化问题中,通过引入改进的误差函数加入总降水量误差控制,对1998年6月28日~7月2日阜阳地区的两次降水过程进行了参数优化试验,并和常规的最小二乘法、最优化方法及M—P参数法进行了对... 将遗传算法应用到雷达测量降水的Z--R关系参数优化问题中,通过引入改进的误差函数加入总降水量误差控制,对1998年6月28日~7月2日阜阳地区的两次降水过程进行了参数优化试验,并和常规的最小二乘法、最优化方法及M—P参数法进行了对比,试验结果表明:新方法在总降水量估测方面具有更高的准确性和更好的动态适应性。 展开更多
关键词 遗传算法(ga) 雷达 降水测量 Z—R关系
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运用遗传算法综合稀疏阵列 被引量:55
14
作者 王玲玲 方大纲 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第z1期2135-2138,共4页
本文运用遗传算法 (GA)综合稀疏阵列 (单元从规则栅格中稀疏 )时 ,不仅优化单元间距 ,而且将单元激励也作为优化变量 ,从而提供了更多的自由度来控制稀疏阵列的性能 .其中 ,单元的幅相加权在数字波束形成天线中可以很容易通过数字方法实... 本文运用遗传算法 (GA)综合稀疏阵列 (单元从规则栅格中稀疏 )时 ,不仅优化单元间距 ,而且将单元激励也作为优化变量 ,从而提供了更多的自由度来控制稀疏阵列的性能 .其中 ,单元的幅相加权在数字波束形成天线中可以很容易通过数字方法实现 .由于稀疏阵列间隔是栅格的整数倍 ,因此采用了GA结合快速傅立叶变换的方法加快阵列方向图的评估 。 展开更多
关键词 稀疏阵列 遗传算法(ga) 快速傅立叶变换(FFT) 数字波束形成天线
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遗传算法在质量矩导弹姿态控制中的应用 被引量:7
15
作者 秦莉 杨明 郭庆 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第7期769-772,共4页
研究了三轴稳定控制系统的姿态控制问题.建立了内部带有3个可移动滑块的数学模型.利用RBF(Radial Basis Function)网络的快速自学习以及自适应特性,将其作为控制器不断调整滑块的位置.同时利用遗传算法(GA)的全局、并行寻优及增强式学... 研究了三轴稳定控制系统的姿态控制问题.建立了内部带有3个可移动滑块的数学模型.利用RBF(Radial Basis Function)网络的快速自学习以及自适应特性,将其作为控制器不断调整滑块的位置.同时利用遗传算法(GA)的全局、并行寻优及增强式学习能力对神经网络控制器的权系进行优化.通过对滑块位置的协调控制,改变导弹的飞行姿态.最后讨论了滑块运动特性对系统性能产生的影响并对系统稳定性进行了分析.仿真结果表明该控制律能在保证系统稳定的情况下有效地实现导弹的姿态调整,并且提高了系统的动态响应品质. 展开更多
关键词 质量矩 姿态控制 RBF 遗传算法(ga)
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用L-systems和遗传算法实现的叶子形状建模 被引量:5
16
作者 吕慧强 李益明 孔繁胜 《计算机工程》 CAS CSCD 北大核心 2004年第11期132-134,共3页
阐述了组合两类技术的一种方法:用L-systems和遗传算法(GA)获取一种改写表达式描述叶子形状。一个L-systems用于构造给定改写表达式,而GA是用于改写表达式的适应参数。介绍了用目标函数实现实值参数替换方法,研究结果表明提出的方法产... 阐述了组合两类技术的一种方法:用L-systems和遗传算法(GA)获取一种改写表达式描述叶子形状。一个L-systems用于构造给定改写表达式,而GA是用于改写表达式的适应参数。介绍了用目标函数实现实值参数替换方法,研究结果表明提出的方法产生可以接受的输 出效果。 展开更多
关键词 L-SYSTEMS 遗传算法(ga) 叶子 建模
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基于多体系统传递矩阵法和遗传算法的一种物理参数识别方法 被引量:6
17
作者 马蕾 芮筱亭 +2 位作者 杨富锋 Laith K Abbas 文兵 《振动工程学报》 EI CSCD 北大核心 2011年第6期607-612,共6页
将多体系统传递矩阵法与遗传优化算法相结合,形成了一种新的基于多体系统传递矩阵法和遗传算法的物理参数识别方法(MS-TMM&GA)。应用多体系统传递矩阵法进行动力学建模以及固有振动特性分析。将参数识别问题转化为优化问题,结合遗... 将多体系统传递矩阵法与遗传优化算法相结合,形成了一种新的基于多体系统传递矩阵法和遗传算法的物理参数识别方法(MS-TMM&GA)。应用多体系统传递矩阵法进行动力学建模以及固有振动特性分析。将参数识别问题转化为优化问题,结合遗传算法,对由系统固有频率和增广特征矢量构造的目标函数全局最小值优化求解。给出了通过系统模态参数识别物理参数的计算步骤以及流程图。通过两个数值算例,表明了该方法的可行性及有效性。该方法对多体系统传递矩阵法和遗传算法进行了结合与拓展,无需建立复杂多体系统的总体动力学方程,涉及矩阵阶次低,即可快速获得高精度的优化计算结果。 展开更多
关键词 多体系统传递矩阵法(MS-TMM) 物理参数识别 遗传算法(ga) 固有振动特性
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焊接工艺参数中的BP神经网络与遗传算法结合 被引量:10
18
作者 叶建雄 张晨曙 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第S1期57-60,共4页
为了解决焊接工艺参数的确定问题,提出了BP神经网络与遗传算法相结合的研究方法,根据BP神经网络的非线性映射功能,得到不同条件下的焊接效果;利用遗传算法全局最优值的搜索功能,不断地进行焊接参数的全局寻优;通过旋转电弧熔化极气体保... 为了解决焊接工艺参数的确定问题,提出了BP神经网络与遗传算法相结合的研究方法,根据BP神经网络的非线性映射功能,得到不同条件下的焊接效果;利用遗传算法全局最优值的搜索功能,不断地进行焊接参数的全局寻优;通过旋转电弧熔化极气体保护焊的试验数据进行了参数求解.结果表明该方法具有准确、高效的优点,适用于焊接工艺参数的研究. 展开更多
关键词 焊接工艺参数 优化 BP网络 遗传算法(ga)
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利用遗传算法实现交通控制系统优化的方法 被引量:6
19
作者 张宗华 张伟 赵霖 《计算机工程》 CAS CSCD 北大核心 2003年第12期53-54,155,共3页
在分析总结某些已有研究成果的基础上,利用遗传算法并结合美国联邦公路管理局负责研制开发的模拟软件,实现交通信号管理系统的优化,通过对城市中一段公路网交通状况的模拟,得到较为满意的试验结果。
关键词 遗传算法(ga) 染色体 适应度值
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基于改进遗传算法和序列二次规划的再入轨迹优化 被引量:20
20
作者 张鼎逆 刘毅 《浙江大学学报(工学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第1期161-167,共7页
提出结合改进遗传算法和序列二次规划法的可重复使用运载器再入轨迹优化方法,发挥了遗传算法(GA)对初值不敏感和全局收敛性强以及序列二次规划(SQP)法收敛速度快和精度高等优点,弥补了遗传算法优化结果的随机抖动、序列二次规划法对初... 提出结合改进遗传算法和序列二次规划法的可重复使用运载器再入轨迹优化方法,发挥了遗传算法(GA)对初值不敏感和全局收敛性强以及序列二次规划(SQP)法收敛速度快和精度高等优点,弥补了遗传算法优化结果的随机抖动、序列二次规划法对初始值敏感、收敛半径小和容易陷入局部极值等不足.将改进的遗传模拟退火罚函数法用于全局搜索设计空间,序列二次规划法用于局部优化,直接配点法用于将最优控制问题离散为非线性规划问题.算例结果表明,在没有初始估计的情况下,能够得到高精度的全局最优解,证明了该算法的正确性和有效性,验证了该算法具有初值不敏感和鲁棒性好的优点. 展开更多
关键词 直接配点法 模拟退火 遗传算法(ga) 序列二次规划(SQP) 可重复使用运载器
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