改进的自适应遗传算法在结构优化设计中的应用

普通遗传算法经常出现易早熟、随机性较大、收敛速度较慢等问题,基于Sigmoid函数,提出了一种新的改进的自适应遗传算法.该算法可以有效提高收敛速度并防止算法陷入局部最优解,通过算例分析,证明了该方法的可行性和有效性.结果表明,提出的新型遗传算法可以为其在大型土木建筑结构的优化设计中的推广应用提供理论支持.     

桁架结构多目标优化的NSGA-Ⅱ改进算法

为克服桁架结构多目标优化设计中约束条件和离散变量处理困难、收敛效率低等问题,在保留原算法优点的同时,对多目标进化算法NSGA-Ⅱ进行了改进。为了验证改进效果,对经典的空间桁架结构进行了优化;并与其他算法的优化结果进行了比较。结果表明改进算法在桁架结构优化中的表现优于原算法和其他算法,具有良好的收敛性和稳定性。     

基于遗传算法的桁架形状优化及最小质量设计

在工程结构的优化设计中,应用遗传算法的基本原理,研究了离散设计变量全局寻优等传统优化方法难于解决的特殊问题.以平面桁架梁作为解析例,选取桁架的节点坐标和杆件的截面特征为设计参数,模拟遗传操作过程中的生物进化机制,对桁架的构成和形状的优化问题进行了解析.得到桁架在不同情况下的形状优化解,并使桁架质量趋于最小.研究结果验证了遗传算法在桁架的形状最优化和最小质量设计中应用的可行性.     

桁架结构多目标优化的免疫克隆选择算法

为了解决带有约束的结构多目标优化问题,将免疫克隆选择算法应用于桁架结构的多目标优化设计中.根据免疫学基本原理,采用非支配邻域选择机制、比例克隆和精英策略,使算法很好地保持了所得解的多样性、均匀性和收敛性.在桁架结构优化的数学模型中,采用惩罚函数法处理违反约束的情况.为了验证所提算法的可行性和有效性,对经典桁架进行了优化,并与其它方法作比较,数值结果表明,该算法在收敛速度、时间消耗和求解质量上均具有一定的优势.     

基于改进遗传算法的多维函数的优化计算

针对标准ＧＡｓ在多维优化中存在的弊端,提出了一种改进ＧＡｓ,在染色体基因解码方式,交换与变异算子、适应函数设计等方面做了改进。通过对极难优化函数的优化计算,说明该算法有良好的全局搜索能力和较快的收敛速度。     

基于改进遗传算法的水库群优化调度研究

提出一种基于自适应遗传算法的水库群优化调度问题的求解方法,并对其性能进行了分析。结果表明,该方法可以随个体适应度的大小及群体的分散程度自动调整遗传控制参数,较好地克服了标准遗传算法由于采用固定遗传控制参数带来的若干问题,能够在保持群体多样性的同时,加快收敛速度,提高遗传算法的全局寻优能力,为高精度水库群优化调度提供了一个新的途径。     

桁架结构优化设计的免疫克隆选择算法

为了解决带有应力约束和位移约束的桁架的尺寸优化问题,将免疫克隆选择算法应用于结构的尺寸优化设计.根据免疫学基本原理,在基本克隆选择算法的基础上引入精英策略,并给出合理的参数值.在桁架结构优化的数学模型中,采用惩罚函数法处理违反约束的情况.最后对几个经典的桁架进行了优化.数值结果表明,改进的免疫克隆算法收敛速度快、鲁棒性好,可以应用于桁架结构的优化设计.     

基于改进遗传算法的露天采矿优化

首先针对露天采矿优化问题的实际情况,建立了优化数学模型,并将原问题的约束条件转化为目标函数的组成部分,使之便于利用遗传算法求解.针对遗传算法的局限性,实施了最优保留策略,并改进了选择、交叉和变异操作,使该算法能够有效地提高收敛速度,避免早熟收敛.最后,通过实际算例说明,该优化方法有效、实用.     

改进遗传算法在建筑结构优化设计中的应用

针对标准遗传算法在迭代过程中经常出现未成熟收敛、发生振荡、随机性太大等缺点,提出一种新的遗传算子转基因算子,用于对标准遗传算法的改进·这种转基因算子有效地利用了计算适应度的信息,很好地保护了最优个体,并能提高群体中个体的适应度·包含转基因算子的改进遗传算法能直接计算具有应力约束和截面尺寸约束的离散变量结构优化设计问题,也能处理同时具有稳定约束和位移约束的多工况、多约束、多变量的离散变量结构优化设计问题·算例结果表明,改进遗传算法的收敛特性和优化设计结果远好于标准遗传算法,是一种理想的建筑结构优化设计方法·     

基于拟满内力遗传算法的方钢管混凝土桁架结构拓扑优化

为了解决方钢管混凝土桁架结构离散变量拓扑优化问题,通过遗传算法随机生成初始拓扑构形,采用启发式算法检查并修正拓扑构形;以方钢钢管截面型号、拓扑变量、混凝土强度等级为优化变量,以结构造价最低为优化目标,建立基于独立拓扑变量的拓扑优化数学模型,提出一种基于拟满内力遗传算法的方钢管混凝土桁架结构拓扑优化方法;拟满内力遗传算法初始总群中部分个体由拟满内力算法的优化解产生,并且将拟满内力算法作为算子加到遗传操作后运行;同时对传统遗传算法的罚函数进行改进,提高遗传算法运行效率;通过算例对12杆桁架结构优化前、后模型及拓扑优化结果进行对比。结果表明：相对于拟满内力算法与遗传算法,所提出的方法应用于方钢管混凝土桁架结构拓扑优化总造价更低;拓扑优化后的结构杆件较少,并且各杆件均已充分发挥承载能力,拓扑优化效果明显改善。     

具有反向学习的多目标元胞遗传算法的空间桁架结构优化设计

为了解决具有多约束的桁架结构问题,提出一种具有反向学习的多目标元胞遗传算法应用于空间桁架结构多目标优化设计中。根据分析元胞遗传算法特点,引入一种反向学习策略、差分进化策略和约束处理技术。通过标准测试函数对比分析,算法能很好地保持Pareto解集的收敛性和均匀性。针对空间桁架结构优化的数学模型,采用实数编码和个体修正方法,将该算法对72杆空间桁架优化问题进行求解,并与MOCell的优化结果进行比较。结果表明,新算法获得的Pareto解集更加均匀,极端点值域更宽广,具有一定的工程实用性。     

桁架结构施工路径优化设计

以假设杆件全部除去时的支撑点数和支撑反力的累计总和为目标函数,利用改进遗传算法求解桁架结构的最优施工路径优化,编制相应的程序,完成层状桁架结构的施工路径优化问题设计．算例表明,利用改进遗传算法有可能得出更优的解。     

基于改进遗传算法和有限元分析的罗氏线圈结构优化设计

针对矿热炉电极电流过大、难以实时精确测量等问题,结合改进遗传算法和有限元分析,设计了一种优化的罗氏线圈结构,并进一步建立了罗氏线圈优化系统。首先根据罗氏线圈的测量原理,结合COMSOL软件,建立罗氏线圈仿真模型,并在不同结构参数情况下,对罗氏线圈的测量结果进行分析和比较。通过COMSOL和MATLAB混合编程,以罗氏线圈测量准确率为优化目标函数,结合精英保存策略和惩罚函数改进的遗传算法,实现了罗氏线圈结构的优化设计。优化设计的罗氏线圈在组合使用后能够较精确地测量矿热炉电极电流,满足了矿热炉电极电流测量的要求,具有较好的实用价值。     

改进混合遗传算法在建筑结构优化设计中的应用

针对遗传算法在迭代过程中经常出现未成熟收敛、振荡、随机性太大和迭代过程缓慢等缺点,提出引入转基因算子与单亲遗传算子,同时提出一种离散变量结构优化设计的三等分割算法,通过与遗传算法相结合并运用到初始群体形成和进化过程中,使两种算法既可相互独立地运算,又可彼此相互协调、共同作用．根据工程实际,充分考虑规范规定的约束条件和各项技术标准要求,建立离散变量结构优化模型．各种算法的优化结果对比表明,改进混合遗传算法具有省时、高效、局部搜索能力强和全局性好的特点。     

具有混合变量的桁架结构多目标形状模糊优化设计

分别以桁架杆件截面面积和可动结点坐标为离散和连续设计变量,以结构总重量最小、结点位移最小和结构固有频率最大为目标函数,进行桁架结构形状多目标优化设计。采用的改进遗传算法用二进制编码方式对两类不同变量进行编码,用凝聚函数将问题的多项约束转化成单个约束,用凝聚选择策略和竞争保留机制保证有潜力的解被优先选择,最终得到问题的理想解和有效解。最后从工程实际出发,根据模糊相似优先比方法,从多组有效解中寻找出最优解。     

基于改进免疫遗传算法的PID参数优化仿真研究

将改进免疫遗传算法与传统PID控制的参数优化进一步结合,利用免疫遗传操作自身的特点,同时引入疫苗的实时更新理念,保证了疫苗的先进性,加速系统对于全局最优解的搜索速度.以锅炉温度为例,经MATLAB-Simulink仿真证明,应用改进免疫遗传算法,对温度PID参数进行优化,使系统具有了更好的控制性能,也保证了锅炉温度的实时控制效果.     

改进遗传算法的行星齿轮传动多目标模糊物元可靠性优化

运用模糊可靠性优化理论和物元分析法,建立多目标模糊可靠性优化数学模型．并在标准遗传算法的基础上,通过改进遗传算子,引入菱形思维和模拟退火算法,得到了具有实值编码技术的改进型自适应遗传算法．实现了具有混合设计变量的行星齿轮传动参数优化．     

基于改进伪并行遗传算法的函数优化

针对遗传算法早熟和收敛速度慢的问题,在已有的伪并行遗传算法基础上对遗传操作进行改进。采用3个测试函数对改进的算法进行验证,结果表明改进的算法在函数的平均适应度值、平均运行代数、收敛概率等方面都取得了较好的结果。     

改进的遗传算法在型钢桁架结构拟满应力优化设计中的应用研究

将遗传算法应用于型钢桁架的拟满应力优化设计中,为改进传统遗传算法优化计算过程中结构重分析次数太多、搜索效率不高的缺点,运用并列选择技术对传统的遗传算法进行了改进.把型钢桁架的满应力优化设计看作是一个多目标优化问题,同时把离散变量的满应力优化设计与改进的遗传算法相结合,充分考虑受压杆件的稳定性,建立以各杆应力比最大为优化目标的适应值函数,根据工程实际充分考虑规范规定的约束条件和各项技术标准要求,建立了型钢桁架结构的优化模型,大大提高了优化运算效率.算例结果表明,改进的遗传算法收敛快、精度高,应用于离散变量结构优化设计是有效的.