基于粒子群的多目标约束优化算法研究

来源 :华东理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:hgs061268109
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
多目标优化问题广泛存在于科学研究和工程实践中。本文主要用粒子群优化算法处理多目标优化领域中的两类问题,即连续约束优化问题和离散约束化问题。处理第一类问题时,针对传统的多目标粒子群优化算法在最优解的选取以及非劣解的裁剪上,没有充分考虑到非劣解的密度信息和全局搜索能力与局部搜索能力之间的平衡,算法得到的解收敛性和多样性较差,同时算法的复杂度较高等问题,本文主要提出了一种基于自适应网络与动态拥挤距离的多目标粒子群优化算法,该算法将目标函数空间均匀的划分为间隔相同的网格,统计每个网格中粒子的数量进而估计粒子的密度,并利用粒子的密度信息设计了适应度函数,用于选取最优的Pareto解。在对解的裁剪上,引入了粒子的方差信息,设计了基于动态拥挤距离的策略,避免了一次性淘汰所有拥挤距离小的个体而导致解的分布性变差的问题。在处理约束上,定义了违背约束度的概念,提出了相应的可行度准则。然后从理论分析和实验验证的角度对算法的参数进行了研究,函数实验和算法的应用都验证了提出的多目标粒子群优化算法的有效性和优越性。处理第二类问题时,以经典的多目标流水车间调度问题为研究对象,利用算法对两个目标函数成本和产值进行优化。针对传统的多目标粒子群算法容易收敛到到局部极值,并且解的均匀性不强等问题,本文提出了一种基于Baldwinian学习策略的多目标粒子群算法,用于提高算法的局部寻优能力。然后借鉴了NSGA-Ⅱ算法中拥挤距离提高解的多样性的思想,设计了动态拥挤距离的策略,从而达到算法对局部寻优和全局寻优的平衡。在构造适应度函数时,为了避免固定权重的方式造成Pareto解之间的优劣顺序混乱等问题,设计了动态权重相对加权法的适应度函数。在参数研究环节,采用了正交设计法,可以在保证算法参数质量的情况下,能用相对少的时间来筛选出合适的参数。在函数实验环节,利用最优百分比误差和平均百分比误差来验证改进后的算法的优越性,用基于与参考集的距离的指标来验证算法的有效性。最后以一个实际的多目标流水车间调度问题验证了算法的可行性。
其他文献
本论文提出了一种基于多传感器信息融合辨识两相流流型的新方法。针对两相流系统的复杂性和随机性,在采用电容传感技术的基础上,利用信息融合的流型识别算法来辨别流体流型。利
活性污泥系列数学模型自推出以来,国内外许多学者便投入大量研究,极大推动了该系列模型在活性污泥法污水处理过程中的应用。活性污泥法在世界范围内的广泛推广同样也促进了该数学模型的进一步发展。由于各地区水质状况的差异,应用活性污泥系列模型仿真模拟特定环境下的实际工况需要进行参数校正,以提高模拟的准确度。本文基于某污水处理厂的Orbal氧化沟工艺,采用ASM3模型模拟生化反应池内部化学反应,Takacs双指
本文主要论述了潜油电泵系统变频调速的应用技术。 在研究中,对潜油离心泵负载性能以及闸阀调节和调速调节对能耗的影响进行了分析;对潜油电动机在变频调速的负载进行了分析;对潜油电泵变频调速系统的基本结构、PWM逆变器原理以及IGBT的基本结构进行了简单介绍。 本文主要是分析了变频器对潜油电泵系统的影响,特别是长线传输问题及共模电压问题。由于潜油电泵机组位于2000~3000米的井下,在潜油电