基于离散震荡粒子群算法的柔性作业车间调度优化方法

提出了一种离散震荡粒子群算法与细菌觅食算法优化融合的混合智能算法,并将其应用于离散型柔性车间调度问题中。该算法利用离散震荡粒子群算法对不断更新的粒子的每一维进行适当震荡搜索操作,并引入细菌觅食算法中的趋同操作作为局部搜索策略,对整个种群中的最优粒子进行邻域搜索,提高最优解的精度。最后利用实际生产数据,对实际生产过程进行仿真。仿真结果表明:所提出的算法收敛速度较快,收敛精度有明显的提高,对于实际调度问题具有一定的理论价值和指导意义。     

求解作业车间调度问题的广义粒子群优化算法

为克服传统粒子群优化算法在解决组合优化问题上的局限性,分析了其优化机理,并在此基础上提出了广义粒子群优化模型。按照此模型提出了一种求解作业车间调度问题的广义粒子群优化算法。在本算法中,利用遗传算法中的交叉操作作为粒子间的信息交换策略,利用遗传算法中的变异操作作为粒子的随机搜索策略,而粒子的局部搜索策略则采用禁忌搜索来实现。为了控制粒子的局部搜索以及向全局最优解的收敛,迭代过程中交叉概率以及禁忌搜索的最大步长都是动态变化的。实验结果表明,本算法可有效地求解作业车间调度问题,验证了广义粒子群优化模型的合理性。     

基于混合粒子群算法的汽车零件精冲车间调度研究

针对传统遗传算法在车间作业调度问题难以解决求解约束优化问题时存在难以同时兼顾求解质量和收敛效率这一问题,通过采用了基于工序编码的方式生成可行调度及借鉴遗传算法单点交叉方法,生成基于工件的交叉算子作为粒子的更新方式,将改进后的粒子群优化算法用于求解精冲零件车间调度问题,并在算法中通过利用局部搜索的方式提升粒子群中粒子收敛效率。通过对典型的调度测试问题进行模拟实验,证明了改进后的混合粒子群算法对于求解车间调度问题的适用性及具有不错的求解性能。     

基于全闭环控制技术的滚珠丝杆伺服系统研究

针对滚珠丝杆全闭环伺服系统中的非线性因素影响动态精度的问题,设计了一种混合控制策略。首先,针对系统中的摩擦因素,采用了基于LuGre模型的前馈摩擦补偿;然后,为提高摩擦参数辨识精度,提出了一种改进的混沌粒子群算法,该算法将粒子群的收敛过程分成3个阶段,分别采用大惯性权重、变惯性权重与混沌寻优、小惯性权重的搜索方式,逐步提升收敛精度,避免陷入局部最优解;最后,针对系统中的间隙因素,设计了基于反向运动监测的速度补偿策略,提升了有间隙系统反向运动的动态特性。研究结果表明:相比于常规粒子群算法,改进的混沌粒子群算法使参数辨识的绝对误差平均下降42.6%;基于给定实验平台下的实验结果表明:采用LuGre摩擦补偿和反向速度补偿的混合控制策略可以缩短速度跟随误差50%以上,减少了系统反向运动时的位置误差,提升了整体位置跟踪精度,满足了数控系统的动态特性要求。     

基于粒子群优化和变邻域搜索的混合调度算法

提出了用于解决作业车间调度问题的离散版粒子群算法.该算法采用基于工序的编码和新的位置更新策略,使具有连续本质的粒子群算法直接适用于调度问题.同时,针对粒子群算法容易陷入局部最优的缺陷,利用粒子群算法和变邻域搜索算法的互补性能,设计了粒子群-变邻域搜索算法、改进的粒子群算法、粒子群-变邻域搜索交替算法和粒子群-变邻域搜索协同算法4种混合调度算法.仿真结果表明,混合算法能够有效地、高质量地解决作业车间调度问题.     

机电产品管路自动敷设的粒子群算法

基于粒子群优化算法提出一种机电产品三维管路自动敷设算法,该算法以预处理和优化搜索为基本框架。在预处理阶段,利用混沌技术,建立混沌栅格预处理模型。三维管路敷设空间经过混沌栅格预处理模型处理,可有效地降低管路自动敷设算法的求解复杂度。在优化搜索阶段,通过分析粒子群算法和人口迁移的特点,提出改进粒子群算法。改进粒子群算法针对粒子群算法收敛速度慢、容易陷入局部极小的缺点,提出子空间局部搜索、解空间全局搜索和补空间开拓搜索。基于混沌栅格预处理模型和改进粒子群算法,给出高效的管路自动敷设算法流程图。对比试验和改进粒子群算法的理论分析,表明该优化搜索算法具有较好的性能,并证明改进粒子群算法的收敛性。实例验证表明该算法的有效性和实用性。     

混合优化算法在氧化铝生产中物料平衡计算上的应用

通过分析传统的单一优化算法所存在的优点与不足,成功将粒子群算法、混沌优化以及单纯形法3种优化算法有机结合起来,提出一种基于混沌-单纯形法的混合粒子群协同优化算法,加强粒子群的局部寻优效率和全局寻优性能,以提高搜索速度和成功率.Benchmark 函数仿真以及氧化铝生产中拜耳法物料平衡计算的最终结果表明:新算法不仅在稳定性和收敛性上优于传统粒子群算法和相应的改进粒子群优化算法,且具有较高的收敛速度和全局收敛能力,同时也是进行物料平衡计算的一种有效的方法.     

应用混沌粒子群算法求解工程优化问题

针对工程优化设计问题,提出了基于混沌粒子群算法的工程约束优化问题求解方法.CPSO算法利用混沌搜索的全局遍历性、随机性和规律性等特点,引导粒子在全局范围内搜索,从而克服了传统粒子群算法早熟收敛的缺点.该算法以种群适应度方差作为粒子群优化算法早熟收敛的判据,并用惩罚函数法处理违法约束的粒子,当基本粒子群算法陷入早熟时,随机选择粒子群中的部分粒子实施混沌搜索,直至满足迭代收敛条件为止.CPSO算法能提高种群的多样性和粒子搜索的遍历性,从而有效提高了PSO算法的收敛速度和精度.两个工程约束优化实例的求解结果表明,该算法的优化结果最好,收敛速度也比较快.     

求解低碳车间调度问题的改进鲸鱼算法

针对传统柔性作业车间调度问题只考虑完工时间,设备利用率,完工成本等因素的局限,构建了以碳排放成本和完工时间成本加权和最小为目标的低碳柔性作业车间调度问题模型,并设计了一种改进的鲸鱼优化算法对其进行求解。首先,采用等长的两段式编码方式来表示柔性作业车间调度问题,引入基于ROV规则的转换机制,实现鲸鱼个体位置向量与调度解之间的相互转换。其次,采用基于一定比例的全局搜索、局部搜索和随机搜索的混合式种群初始化方法,生成一定质量的初始种群,同时设计了非线性收敛因子和自适应惯性权重系数来加强算法协调全局搜索和局部寻优的能力。再次,引入自适应调整搜索策略以提高算法跳出局部最优的能力。最后,通过实验数据验证了改进鲸鱼算法在求解低碳柔性作业车间调度问题方面的有效性。     

置换流水车间调度粒子群优化与局部搜索方法研究

采用粒子群优化算法求解置换流水车间调度问题,提出了一种基于工件次序和粒子位置的二维粒子编码方法.为提高粒子群算法的优化性能,在描述了面向置换流水车间调度问题的粒子邻域结构后,提出了三种基于粒子邻域操作的局部搜索方法,分别是基于互换操作、基于插入操作和基于逆序操作的局部搜索方法.计算结果说明,粒子群算法的优化性能好于遗传算法和NEH启发式算法.三种局部搜索算法均能有效地提高粒子群算法的优化性能,采用基于互换操作局部搜索的粒子群算法的优化性能要好于其它两种局部搜索算法.     

基于Tent映射的混沌粒子群优化算法及其应用

针对基本粒子群优化算法在迭代后期易陷入局部最优而出现早熟收敛的现象,基于混沌搜索的全局遍历性、随机性和规律性的特点,以粒子群群体适应度方差作为粒子群优化算法早熟收敛的判据,将Tent映射作为混沌搜索引入到基本粒子群算法中,对以一定概率随机选择的粒子群中的部分粒子实施混沌搜索,利用混沌特性提高种群的多样性和粒子搜索的遍历性,从而使粒子获得持续搜索的能力,提高了粒子群优化算法的全局搜索能力和抗早熟收敛性能.几个典型测试函数的仿真实验和应用实例均证明了该算法的可行性.     

基于改进混合作用力微粒群算法的液压阀块加工车间调度优化

针对微粒群算法作用力规则的不足，提出改进混合作用力微粒群(IHFPSO)算法。采用阶段性搜索策略，将算法的搜索过程分为前期和后期2个搜索阶段：在前期搜索阶段，微粒在其他微粒的引斥力作用下进行最优搜索，以保持种群多样性；在后期搜索阶段，微粒在双引力及引力提供的加速度的共同作用下向最优解收敛，以提高局部搜索能力。将所提出的IHFPSO算法应用于液压阀块加工车间调度问题，利用矩阵变量来处理约束条件，给出一种基于矩阵的微粒编码、解码方法。通过液压阀块加工车间调度优化实例，将IHFPSO算法与微粒群算法、中值导向微粒群算法、扩展微粒群算法、多作用力微粒群算法进行对比，验证提出的IHFPSO算法结果最优，实现液压阀块加工车间调度优化。     

基于改进模拟退火算法的大规模置换流水车间调度

为解决大规模(工件数100)置换流水车间调度问题,提出一种改进的模拟退火算法。算法改进了初始退火温度的设置,给出相应的计算函数;采用基于概率的多策略协同搜索生成新解,并引入并行搜索和记忆功能概念,以提升大规模问题下解的质量;选择开普勒型衰减函数作为温度衰减函数,提升了大规模问题解的收敛速度;以最小化最大完工时间为目标,将Taillard的大规模问题集(工件数100)、VRF问题集以及发动机连杆部件实际制造车间等作为数值和工程案例,对算法进行了性能验证,表明了所提方法的有效性。     

带多处理器混合流水车间调度问题的混合鱼群算法

针对带多处理器的混合流水车间调度问题(hybrid flow shop scheduling with multiprocessor task problems),以最小化所有工件的最大完成时间(makespan)为优化目标,提出一种融合了改进的人工鱼群算法和禁忌搜索算法的混合算法。首先改进人工鱼群算法相关行为及实验优选算法参数,提高了人工鱼群算法收敛速度和精度;然后结合人工鱼群算法收敛快和禁忌算法局部搜索能力强的特点,利用改进的人工鱼群算法进行全局搜索,获得较好的优化解域,再通过禁忌算法在优化解域内进行局部寻优,得到一个最终满意的优化解。基于180个标准算例,算法实验结果表明混合算法的优化性能明显优于禁忌算法和粒子群算法,并且很接近改进的遗传算法。     

改进粒子群算法在磁轴承中的研究

针对主动磁悬浮轴承系统PID控制器参数设计问题,提出一种改进粒子群优化算法来实现PID参数的最优化。该算法以标准粒子群算法为基础,采用非线性自适应调节权值法以平衡算法的全局搜索和局部改良能力;同时采用带有动态扰动项的粒子速度更新公式,增加了粒子的随机性和多样性,帮助粒子在迭代后期跳出局部最优。并在MATLAB/Simulink中搭建系统模型进行仿真实验。仿真结果表明:与标准粒子群算法和遗传算法相比,该算法收敛到最优参数值的速度更快,PID控制系统的响应速度更快,具有更好的动态性能和稳态性能。     

增加算子扰动项的粒子群优化算法研究

为了提高粒子群算法的稳定性,改善陷入局部最优的弊端,提出了一种增加算子扰动且对惯性权重进行正弦调整的粒子群优化算法。该方法首先利用差分方程对粒子的速度与位置变化过程进行深入分析,然后找到粒子群算法收敛的约束条件,进而获得改进后的惯性权重。最后在粒子群算法的速度公式中引入算子扰动项,其对粒子施加扰动,能够有效的抑制算法陷入局部最优问题,使算法在迭代后期也拥有一定的搜索能力。利用4个典型测试函数对算法进行验证,实验结果表明改进的惯性权重及速度更新公式使得该算法具备了较快的收敛速度和较佳的全局收敛性能,与标准粒子群算法相比,改进后的粒子群算法收敛精度高、鲁棒性强。     

自适应粒子群求解资源动态分配项目调度问题

为了解决传统任务资源固定分配难以实现动态与高效调度的问题,建立了任务资源动态分配项目调度的数学模型,给出了任务调度方案的生成算法。为了克服基本粒子群优化算法的早熟收敛问题,平衡其全局与局部搜索能力,提出了一种改进的自适应粒子群优化算法,该算法采用惯性权重因子周期性衰减和改进的变异策略以及不变位交叉法实现粒子的更新。最后对通用标准库进行了测试,结果表明,所建模型和改进算法能够有效地缩短项目工期,提高资源利用率和算法效率。     

一种改进的花朵授粉优化算法

花朵授粉算法是一种简单的函数寻优算法,针对基本花朵授粉算法收敛速度慢等问题,提出一种改进的花朵授粉优化算法。引入线性权重,使算法的局部搜索能力逐渐增强;提出一种优质解随机游走策略,进一步提高花朵授粉优化算法的搜索能力;将该改进型花朵授粉算法用于函数优化,并与遗传算法、引力粒子群算法和基本的花朵授粉算法进行对比。仿真实验结果表明,所提出的算法在收敛精度和收敛速度方面均优于其他算法。     

基于改进粒子群算法的白车身焊接路径优化

为优化白车身焊接路径,提高焊接效率,提出一种改进粒子群算法,在传统粒子群算法思想的基础上,将算法寻优过程分为追随和盘旋两部分.基于较近原则生成初始粒子,以减少种群规模,加快收敛速度;在追随部分,通过个体极值追随全局极值和随机原始参考值以贪婪重组的方式重新生成粒子,在增强算法局部寻优能力的同时加快算法的收敛速度;在盘旋部分,采用多次局部调序的策略,通过随机调整粒子局部排列序,保证算法种群的多样性,防止陷入局部最优解;从种群进化代数和种群个体适应度函数值实现算法各参数的自适应调节,加快收敛速度;对粒子个体采取精英保留策略,保留最优粒子.算法通过Matlab平台实现,实验仿真结果表明,提出的改进粒子群算法对于中小规模的白车身焊点旅行推销员问题(Travelling Salesman Problem,TSP)有良好的寻优能力.     

多维度惯性权重衰减混沌化粒子群算法及应用

针对标准粒子群优化算法在处理多维、多峰值优化问题时暴露出的易早熟收敛的难题,提出了MDDCIW_PSO算法。算法的主要思路如下:在粒子群进化过程中,赋予每代群体中每个粒子的每一维度以不同的线性衰减混沌化惯性权重,即从纵向看,随着迭代次数的增加,惯性权重呈现线性衰减变化;从横向看,当代的每个粒子的每一维度都在当前衰减半径内呈现独立的混沌变化。MDDCIW_PSO算法从纵横两个方向,最大可能地增强了粒子在搜索后期的群活性和局部搜索能力,从而尽可能地避免陷入局部最优。大量的标准测试函数仿真结果表明:MDDCIW_PSO算法与已有的典型惯性权重改进策略相比,能够较大幅度地提高粒子群算法的搜索精度。最后将MDDCIW_PSO算法应用于印染定型机的能耗模型优化求解中,取得了满意的结果。