基于遗传算法的多源多周期采购决策优化

为了降低供应链网络采购成本同时避免单源采购的风险，课题组研究了多源采购中多周期和多原料的供应链订单分配问题。考虑价格折扣和采购量的约束，建立了以期望成本最小化为目标的非线性规划模型，并采用遗传算法进行优化计算。设计了遗传算法双层编码染色体及相应的遗传算子，以MATLAB为平台进行优化。将算例分别采用遗传算法和启发式算法进行计算，计算结果验证了所设计的遗传算法是有效的。该研究可以协同优化多制造商对多供应商的订单分配问题，降低采购风险。     

共址跳频系统组网优化

在陆基车载通信系统中,多部跳频电台间存在着严重的共址干扰问题。针对车载多部VHF跳频电台存在的共址干扰问题,在确定频段划分工作模式和共址干扰产生条件的前提下,基于共址干扰发生概率的分析,建立了VHF跳频系统频率表分配优化模型。采用大量随机约束样本试探方法和多目标遗传算法,求解得出了满足干扰概率容限的共址电台数量及其跳频频率表分配集合,并给出了该模型的实例仿真与验证结果。     

含约束条件遗传算法在连续催化重整优化操作中的应用

介绍了通过惩罚函数法解决含约束条件遗传算法的实现问题。分别采用内点法和外点法,将有约束优化问题转化为无约束的优化问题,再利用Matlab编制遗传算法程序。通过对连续催化重整优化操作过程仿真计算,证明该方法具有快速收敛且优化结果好的特点。     

考虑操作者工作负荷的混流装配线平衡问题研究

针对混流装配线上的任务分配和操作者分配问题,引入了考虑装配关系复杂度和操作者经验的脑力负荷模型与考虑能量消耗量的体力负荷模型,以最小化工作节拍、最小化时间均衡指数、最小化负荷均衡指数为目标,建立考虑操作者工作负荷的混流装配线平衡模型。针对此多目标优化问题,运用带精英策略的快速非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)求得Pareto解集,并用Matlab编程进行实例验证。结果表明,优化后的模型在保证前两个目标优化结果的同时,能更好地均衡各个工位间的工作负荷,验证了模型和方法的有效性。     

基于改进遗传算法的电力系统无功优化

在简单遗传算法的基础上，针对无功优化的动态、多目标、多约柬以及非线性特点，提出了基于简单遗传算法的改进算法．改进遗传算法中采用了个体适应度函数的线性变换、归一化的选择方法，以及定向变异策略的应用．以Ward＆Hale6节点标准测试系统为例对该算法进行了有效性验证．仿真结果表明，该方法对电力系统的无功优化效果良好．     

支持向量机替代模型的遗传优化设计

针对实际工程中常见的性能函数不能显式表示的优化问题,提出一种基于支持向量机替代模型的遗传优化设计方法。利用试验设计选取合适的设计参数样本点,通过实验或数值仿真获得响应输出,结合遗传算法构建具有参数优化功能的支持向量机替代模型;将支持向量机模型作为目标性能函数,结合其他约束条件完成优化模型的建立,并应用遗传算法进行优化,形成一套准确、高效、适应性强的优化方法。以典型电子装备功分器的结构尺寸优化为例,采用均匀试验设计和高频电磁场仿真软件HFSS获取替代模型训练的学习样本,建立功分器模型的幅度比、相位差和驻波3个响应面目标函数,并对该多目标优化问题进行遗传寻优。     

基于不同损伤评价标准的正面碰撞乘员保护研究

在不同乘员损伤评价标准下,汽车碰撞安全约束系统优化可能得到不同的匹配参数。基于实验设计的方法选取一定数量的设计点,分别通过Polynomial SVD、Kriging、神经网络算法建立约束系统的代理模型,用随机样本验证模型的拟合精度。选取神经网络代理模型进行遗传算法优化,发现代理模型在一些接触边界上存在失准的情况,因此采用多刚体MADYMO模型分别以多目标优化、加权综合评价指标WIC和C-NCAP评分3种损伤评价标准,通过MOGA-Ⅱ遗传算法计算得到不同标准下的优化结果。仿真结果对比发现:由于约束系统属于多输入变量的多目标优化问题,在有限的计算时间内难以得到具有代表性的Pareto非劣解集,加之高维的解集空间难以直接得出具有工程参考价值的约束系统匹配参数,而采用两种归一化标准则得出了两组不同的匹配参数,体现出WIC以权重为优先级的重要部位重点保护和C-NCAP以各部位伤害值达标为目标的优化特点。     

星状原油集输管网拓扑优化的混合遗传算法

以投资最小为目标函数，建立了星状原油集输管网拓扑优化数学模型。根据模型特点，利用改进的整数编码遗传算法优化井站隶属关系，利用非线性优化方法优化出相应的计量站最佳位置。针对遗传算法的局限性，对操作过程进行了改进，结合了模拟退火算法，调整了适应函数，给出了初温的确定方法，改进了选择复制操作，从而形成了混合遗传算法，并采用随机多父辈适应函数值加权交叉和多种改进变异操作方法。同时在操作过程中给出了约束条件的处理方法，减少了不可行解的产生，提高了算法优化效率。算例显示了该优化方法的有效性。     

基于电控液压制动的汽车稳定性多目标协同控制

为改善高速转弯工况时的汽车稳定性,研究了基于电控液压制动系统的汽车稳定性多目标协同控制方法。考虑汽车纵向、侧向、横摆、侧倾运动,建立4自由度非线性汽车动力学模型;用AMESim软件建立汽车电控液压制动系统模型,研制台架验证模型的正确性。以电控液压制动系统为执行机构,应用差动制动原理分配制动力矩;以横摆角速度和横向载荷转移率为控制目标,分别设计了单目标的汽车横向稳定性和侧倾稳定性控制策略,以及多目标协同的汽车稳定性LQR控制策略。选取J-Turn及Worst-Case典型工况进行数值仿真,对比分析了多目标协同控制策略对不同行驶工况的适用性。结果表明:基于电控液压制动系统的多目标汽车稳定性协同控制策略能明显提高汽车的抗横摆能力,有效防止汽车侧翻。     

计及风光储的冷热电联产综合能源系统低碳经济优化

为解决能源危机,中国大力发展综合能源系统,以期进行多能协同互济,实现节能降碳。主要研究计及风光储的冷热电联供系统多目标优化调度问题。首先,从经济和碳排放2个不同的角度出发,建立经济目标函数和环境目标函数,构造考虑风光储的冷热电联供系统多目标优化配置模型以及相应的约束条件;然后,提出增强的非支配排序遗传算法Ⅱ(non-dominated sorting genetic algorithmⅡ,NSGA-Ⅱ),通过引入支配强度和方差因子,提高算法求解效率和求解精度;最后,以辽西某地正在运行的冷热电联供系统为例进行仿真分析,验证本文所提模型和方法的有效性。     

和谐利益论视域下的乡村文明家庭建设

盾构刀盘刀具的布置直接关系到刀盘的受力状况、刀具的磨损、大轴承寿命以及高效 稳定的掘进。针对复合型土压平衡盾构刀盘特点研究了切刀及滚刀的布置规律,并对滚刀和切 刀进行了布置优化。在满足刀盘几何要求和力学平衡约束基础上,建立了满足多种约束条件的 滚刀布置优化模型,并采用粒子群多目标优化算法对模型进行求解。从刀盘整体受力出发,并 基于阿基米德螺旋线方法进行切刀布置。最后通过 ＡＮＳＹＳ Ｗｏｒｋｂｅｎｃｈ有限元软件对布置结 果进行仿真分析,验证了该方法布置刀具的合理性和有效性,使优化方案更符合工程实际需要。     

暂存区受限瓦楞纸板生产线下料问题研究

针对当前高速瓦楞纸板全自动生产线在生产多品种、大批量纸板订单时，存在原材料损耗大、各生产流程协同性差等问题，课题组提出一种瓦楞纸板生产全流程集成优化方法。在瓦楞纸板下料的基础上，提炼出一类受暂存区存储规则强顺序约束的一般纸板排样下料问题；模型以原料使用量最小为优化目标，综合决策图案排样及其顺序，将问题简化为3种关键变量的组合优化；基于模型强约束特征，设计通过“排样池”交互的2层嵌套算法，上层采用遗传算法决策订单放入排样池的顺序，下层设计基于“条带截断启发式规则”的2阶段确切算法决策图案构造。实验结果表明：该算法可以有效地约减低质量解空间，具备高寻优能力和求解稳定性。     

国民经济动员中的任务分配问题研究

任务分配是国民经济动员的重要环节之一,分配方案的好坏直接影响动员的效率和效益。本文针对国民动员活动快速性、可靠性和经济性的特点,建立起时间短、风险小、经济成本低的多目标任务分配模型;基于利率体现时间价值的观点,将时间转化为经济成本,同样将风险因素转化为经济成本,从而将原问题转化为单目标规划问题;采用模糊合成推理的方法来确定企业的风险因素,最后采用A*算法对转化后的问题求最优解。     

基于机制设计理论的建设工程招标最优机制设计

在分析建设工程交易特点的基础上,借助机制设计理论,以招标人总成本最小作为目标函数,将参与约束、激励相容约束以及技术能力、支付能力和控制价等作为约束条件,构建了建设工程招标机制模型;针对建设工程交易特点,借鉴Myerson的最优拍卖理论,对招标机制模型进行了分析,提出了相应的简化模型;根据模型的构建及分析过程,提出了建设工程招标最优机制的应用程序,并探讨了相关参数的确定方法。研究成果为建设工程招标机制设计提供了一般性框架,建设工程招标机制的详细设计还有待进一步研究。     

基于任务链的实时多任务软件可靠性建模

提出了以实时多任务系统中的任务链为组件,任务链运行时间比例作为组件的权重系数,建立实时多任务软件的可靠性建模方法。该方法符合实时多任务系统应用软件运行的实时情况,拓展了实时系统可靠性建模的思路,其可靠性模型可以给出单个任务链的可靠性参数,且建模方法还可以根据不同任务链的重要程度,进行可靠性分配并决定软件测试和投放时间。     

盾构刀盘刀具布置优化算法比较

盾构刀具作为掘进过程中的切削工具,选型与布置影响着盾构的使用性能。结合直径Φ8 810 mm的盾构刀盘实例,将质心分布重合、破岩刀间距、最优切削效率、布刀位置不干涉等约束转化为数学不等式,建立带约束的数学优化模型;确定径向载荷、倾覆力矩最小为目标函数;对比分别采用传统优化算法、标准遗传算法、多目标遗传算法优化计算后刀盘受力情况。研究结果证明采用优化算法优化刀盘刀具布置的可行性。优化后倾覆力矩及径向不平衡力均减小,多目标遗传算法布置方案明显优于另两种优化方案,在今后解决刀具优化布置问题时可作为首选。     

基于任务模块的实时软件可靠性模型

根据实时多任软件的特征和各任务所占系统时间的非均匀分布，以任务模块为基本测试单元，提出一种实时多任务软件可靠性评价模型。由于任务周期、任务切换方式、切换频率以及任务故障率等基本参数易于分析和测试，因此该模型具有良好的可实现性和可扩充性，为实时多任务软件的可靠性评价开辟了一条新途径     

低碳排放约束下城市停车换乘设施规划研究

停车换乘出行模式可以有效缓解城市交通拥堵,间接降低交通排放。研究了满足一定低碳排放指标约束下,停车换乘设施规划问题。建立了同时考虑停车设施运营者和出行者的双层规划模型。上层为运营者在CO2排放指标约束条件下以停车运营收益最大为目标的优化模型,下层是在停车换乘交通出行网络弹性需求条件下用户均衡分配模型。根据模型特点,设计了MSA算法与遗传算法相结合的求解算法。算例路网测试结果表明:模型可在一定程度上反映出行者路径选择行为,停车换乘模式可以减少人均交通排放,达到了所设定的低碳排放指标,同时达到运营收益最大的目标,为停车换乘设施建设提供了思路,具有一定的科学性和实用性。     

面向复杂系统虚拟样机协同建模的方法研究

基于系统工程建模语言(SysML)与高层体系架构(HLA),提出了一种面向复杂系统虚拟样机(VPCS)的开放式协同仿真建模新方法。该方法可以实现VPCS中各类学科异构模型的集成和协同仿真。将VPCS划分为顶层模型、联邦模型和领域组件模型,并分析了VPCS的模型调度机制;利用该方法,对某型无人机的飞控系统虚拟样机进行协同仿真建模,结果充分表明,该方法可以有效地进行多层次、多粒度、多领域的VPCS仿真建模。     

水污染物总量行业优化分配模型研究

提出行业水环境经济综合指数的概念和确定方法,建立多目标区域水污染物总量行业优化分配模型。该模型以社会生产总值最大化与新增处理污染物费用最小化为目标,在满足环境、资源和行业规划等约束前提下获得各行业水环境容量的最优配额。以华北某市为背景进行了实例应用。结果表明,模型能够较好地协调经济、环境与资源的关系,实现了区域行业结构优化调整和资源优化配置,为水污染物总量控制提供了一种可借鉴的思路及可操作的方法。