球面四杆机构函数综合的带修复策略可行性规则差分进化算法

根据杆长限制条件,建立约束方程,进而得出求解球面四杆机构函数综合问题的非线性方程组,并将该方程组的求解转化为鞍点规划问题。以杆长协调、传动角、避免乱支缺陷等为约束条件,提出球面四杆机构近似函数综合的约束优化模型,再应用差分进化(Differential evolution,DE)算法求解该问题。在定义约束违反度和弱、强不可行解的基础上,提出处理约束条件的改进可行性规则,形成求解约束优化问题的可行性规则差分进化(Feasibility-rule-based DE,FRDE)算法。应用4个benchmark约束优化问题测试FRDE算法的优化性能,结果表明,其可靠性和稳健性指标优于对比算法。面向机构优化综合问题,将修复策略融入FRDE算法,发展为带修复策略的FRDE算法(Feasibility-rule-based DE algorithm with repair strategies,FRRDE)。给出5个函数综合实例。结果显示,优化模型和方法可行有效,且FRRDE算法的优化性能好于对比算法。     

采用改进差分进化算法的四杆机构轨迹优化

为了降低轨迹生成四杆机构所产生的横向和纵向误差,提高四杆机构的运动精度。采用了改进差分进化误差函数法对平面四杆机构轨迹进行优化,实现横向和纵向误差值最小化。建立平面四杆机构直角坐标系,分析连杆运动的相关设计参数,构造优化目标函数,采用改进差分进化误差函数对四杆机构多目标变量进行优化。结合具体实例,采用MATLAB软件对优化的四杆机构参数进行仿真,并且与欧几里得距离误差函数方法进行对比。仿真结果显示:欧几里得距离误差函数方法所产生的横向和纵向误差最大值分别为1.6×10~(-3)m和2.4×10~(-3)m,而采用改进差分进化误差函数法所产生的横向和纵向误差最大值分别为1.0×10~(-3)m和1.4×10~(-3)m,横向和纵向误差分别减少了37.5%和41.7%。采用改进差分进化误差函数法优化平面四杆机构,可以提高四杆机构运动精度。     

基于差分进化算法的六杆间歇机构优化综合

将差分进化算法(DE)应用于六杆机构综合。该方法应用于在规定的时间控制和传动角约束下的具有停歇位置的机构综合。文中给出了计算实例,证明这种方法是可行的。     

改进差分进化算法在四杆机构中的应用

针对平面四杆机构应用广泛,但轨迹偏差较大的问题,利用基于天牛须搜索的差分进化算法(BASDE)的新方法,旨在探讨改进差分进化算法,并减小四杆机构轨迹偏差,寻找更加合理的结构尺寸.通过MATLAB软件仿真的结果,可以看出四种优化方法中BASDE优化速度更快,收敛精度更高优化结果更好.将优化结果通过三维建模,在ADAMS软...     

基于改进差分进化算法的压力机杆系参数优化

针对八连杆机构压力机滑块下行速度影响工件加工质量与机器工作效率的问题,根据滑块工作特性与具体的约束条件,构建优化目标的数学模型,并提出一种改进的约束差分进化算法对此模型进行求解.该算法学习生物遗传学,引进优质基因模型提高各代初始种群质量,并引入远缘杂交提升交叉群体的多样性与进化速度.优化结果降低了八连杆压力机的速度波动,稳定了加速度方向变化,提高了压力机的工作效率,并验证了改进算法在机械优化设计中的有效性.     

改进差分进化算法及其应用

将基于混合差分策略的改进差分进化优化算法应用在PID控制器在线优化中。MDE(改进差分进化算法)结合了差分策略DE/rand/1的多样性和DE/best/1的高收敛速度的优点,算法的寻优性能远超过两种策略单独作用时的性能。此方法充分利用了差分进化的进化寻优优势与PID控制器的简单方便,让控制器在系统运行过程中进行自我设计和优化。     

同轴全铰链双输出脉冲发生机构尺度综合与优化

以高效率、高平稳性、结构简化为主要目标,对全铰链同轴双输出函数发生机构进行尺度综合.将该六杆机构视作由一套基础四杆机构和一套等价四杆机构并联而成.采用"分组综合"的策略,即先建立"按两个位置综合且瞬时传动比相等"为目标的基础四杆机构综合模型进行求解.再以该四杆机构为基础,运用"变杆长四杆机构"的等价原则,求得与基础四杆机构具有相似运动规律的等价四杆机构的尺寸参数.这样较好地解决了这一特殊的高阶运动参数尺度综合问题.实例综合结果表明该机构脉动值仅为6%.     

基于改进差分进化算法的外圆磨削优化方法

在考虑粗、精磨的生产成本以及热损伤、砂轮磨损和磨削标准化等约束情况下,研究了外圆粗、精磨的优化方法,以提高生产效率和表面精度.提出了一种基于改进差分进化算法的外圆磨削优化方法,并将优化的结果与传统差分进化算法结果相比较,表明基于改进差分进化算法的方法具有更好优化能力.     

工程约束优化的自适应罚函数混合离散差分进化算法

将离散约束优化问题转化为非负整数约束规划问题,开发求解该问题的离散差分进化算法。该算法采用基于混沌映射的种群初始化、双版本变异和带随机扰动项的取整运算等新策略。针对非线性约束条件,给出惩罚基数的计算方法和连续映射基函数的表达式,在此基础上设计处理非线性约束的自适应惩罚因子。提出一种刻画种群多样性的新测度——种群二次平均基因距离及基于新测度的依概率混沌移民算子。将自适应罚函数法、依概率混沌移民操作与离散差分进化算法有机融合,构造面向工程约束优化的混合离散差分进化算法。对3个离散约束优化实例进行验证,结果表明,混合算法具有良好的鲁棒性且优于离散粒子群算法。应用混合算法求解斜齿圆柱齿轮传动优化设计问题,结果优于遗传算法及其改进算法、离散粒子群算法,目标函数值较遗传算法及其改进算法分别下降41%和10%。     

Improved GRG method for the optimal synthesis of linkages in function generation problems

This paper presents a novel approach for optimizing the dimensions of linkages for application to function-generation problems. The main goal is to minimize the objective function formulated as the difference between the desired and generated functional parameters using the Generalized Reduced Gradient (GRG) method. Although this optimization approach is well-known by mathematicians and researchers in optimal design, the formulation developed by the author reveals that it has not been sufficiently explored in dimensional synthesis. Indeed, the examples presented in this paper show that it can be easily formulated and applied to obtain the optimal dimensions of complex linkages with large numbers of prescribed positions. The main contribution of this approach is to demonstrate that the suitable formulation of this approach (denominated improved GRG method) leads to an algorithm that is general, robust, accurate and efficient for synthesizing linkages in function generation problems.     

修正的差分进化算法在系统可靠性中的应用

提出了一种修正的差分进化算法(MDE)以解决4种系统可靠性问题,它们分别为串联系统、复杂(桥)系统、串并联系统和超速保护系统.MDE算法对DE算法的变异操作进行了一种有效的改进,使得所有解向量以递增的概率朝全局最优解方向移动.另外,罚函数法被用来处理目标函数值和资源约束之间的关系.相应地,通过结合MDE算法和罚函数法以获得令人满意的可行解.实验结果表明,MDE算法所获得的4种系统的可靠性都要好于文献中所报道的结果,分别为0.931 682、0.999 889 63、0.999 976 65和0.999 955.     

平面四杆机构函数综合的混沌优化设计

传统优化算法对于解决平面四杆机构函数综合等复杂非线性约束优化问题存在局部收敛等不足。分析了混沌的特性及在优化方面的应用,建立了混沌与传统Powell法结合的混合算法。计算实例表明,该方法全局收敛性好,搜索效率高,是解决工程设计中具有复杂非线性约束优化特性问题的理想方法。     

平面四杆机构轨迹近似综合的全方案优选

本文将连续法与优化理论相结合，首次解决了平面四杆机构轨迹近似综合的全方案优选问题。文中首先将四杆机构拆分成主、从两支并分别建立各支优化的目标函数；然后用连续法依次求出主、从支优化目标函数对应梯度方程组的全部解，进而得到每个目标函数的全部极小值点（即优化问题的全部解），排除没有物理意义的解，得到主、从两支的全部方案；最后将主、从支进行组合便得到能近似实现给定轨迹点的全部机构方案。     

虚拟力导向差分算法的异构移动传感网络覆盖策略

根据目标进化算法思想,结合虚拟力算法和差分算法,提出一种解决异构移动无线传感网络覆盖的虚拟力导向差分优化算法.该算法以网络的有效覆盖率为优化目标,通过异构节点间的虚拟力影响差分算法的位置向量更新过程,指导种群进化,提高算法收敛速度.仿真结果表明,虚拟力导向差分优化算法能高效地实现异构移动无线传感节点布局优化.与差分算法和虚拟力算法相比,虚拟力导向差分优化算法不仅网络有效覆盖率高,且收敛快,用时少.     

可调节型函数生成机构的优化综合

提出了一种可调节型连续轨迹生成机构的优化综合方法，通过改变机架杆杆长来实现可调机构运动参数的调节。在可调机构生成不同的函数时都存在驱动曲柄与不含乱支缺陷的前提下使得函数生成机构的最大结构误差达到最小，在建立了机构优化综合的模型后采用改进遗传算法获取全局最优解，优化综合实例结果表明了所提出方案的有效性。     

基于混合差分进化的混排Flow-shop分批优化调度

考虑到实际环境中的订单批量性,研究Flow-shop制造过程分批优化调度.针对制造过程中不同产品所含批量之间允许交叉生产的情况,考虑传输批量大小约束,建立了问题模型.基于分批生产策略设计了一种混合差分进化算法来优化确定批量划分和排序优化.该算法采用两级染色体编码,对划分染色体和排序染色体分别采用前面所设计的进化过程.为了进一步缩短完工时间,在算法解码过程中基于分批传输策略进行二次划分,得到小传输子批.通过实验仿真对所提方法进行比较分析,验证了所设计划分方法的有效性以及算法的优化性能.     

基于混合差分进化算法的作业车间动态调度

针对动态多变环境下的作业车间调度问题,在基于周期和事件驱动的滚动窗口再调度策略基础上,采用冻结时段思想,同时又允许再调度在冻结时段内的资源上的闲置时段安排任务,并由此建立了机器存在不可用时段约束的动态调度模型。借鉴量子进化算法中量子旋转门更新量子位的方法,设计了三段式交叉操作,并在算法框架中嵌入了局部搜索操作,提出了混合差分进化算法作为再调度的优化方法。通过算法性能与作业车间动态调度实验,验证了所提动态调度方法的有效性。     

平面四杆机构函数综合的混沌优化设计

传统优化算法对于解决平面四杆机构函数综合等复杂非线性约束优化问题存在局部收敛等不足。分析了混沌的特性及在优化方面的应用,建立了混沌与传统Powell法结合的混合算法。计算实例表明,该方法全局收敛性好,搜索效率高,是解决工程设计中具有复杂非线性约束优化特性问题的理想方法。     

基于GIS及改进微分进化算法的变电站选址研究

针对变电站选址的优化问题,对以往变电站寻址的方法、过程进行了总结,提出了一种以地理信息系统(GIS)为基础,将改进后的微分进化算法引入到变电站的选址中去。将投资费用与年运行费用的最小值作为目标函数,通过利用改进后的微分进化算法确定了变电站的位置和容量。基于模糊评判理论,对变电站选址中涉及到的地理信息因素进行了处理,形成了变电站选址适用地块图层。研究结果表明,改进微分进化算法在迭代过程中,可以有效提高搜索效率,并结合适用地块产生个体的新位置,使个体落在可建区域内,这样既能保证最优解在可建区域内,又能使站址满足经济、地理等方面的科学性与实用性要求,进而获取更为合理的变电站优化选址。