一种新的多目标粒子群优化算法

论文提出了一种基于拥挤度和动态惯性权重聚合的多目标粒子群优化算法,该算法采用Pareto支配关系来更新粒子的个体最优值,用外部存档策略保存搜索过程中发现的非支配解;采用适应值拥挤度裁剪归档中的非支配解,并从归档中的稀松区域随机选取精英作为粒子的全局最优位置,以保持解的多样性;采用动态惯性权重聚合的方法以使算法尽可能地逼近各目标的最优解。仿真结果表明,该算法性能较好,能很好地求解多目标优化问题。     

生物地理学算法求解柔性车间作业调度问题

针对加工设备和操作工人双资源约束的柔性作业车间调度问题,建立以生产时间和生产成本为目标函数的柔性作业车间调度模型,提出基于模糊Pareto支配的生物地理学算法,采用模糊Pareto支配的方法计算解之间的支配关系并对Pareto解集排序,进行全局最优值的更新,并采用余弦迁移模型来改善生物地理学算法的收敛速度。将该方法应用于某模具车间的柔性作业车间调度中,仿真结果验证了该方法的可行性和有效性。     

一种基于粒子群优化的多目标优化算法

论文提出了一种基于粒子群的多目标优化算法,该算法采用Pareto支配关系来更新粒子的个体最优值和局部最优值,用存储池保存搜索过程中发现的非支配解;采用聚类算法裁剪非支配解,以保持解的分布性能;采用动态惯性权重法来平衡粒子群对解空间的局部搜索和全局搜索,以提高算法的全局收敛性能。实验结果表明,论文算法是有效的,能有效的求解多种多目标优化问题。     

基于新型双目标模型的约束优化进化算法

利用双目标模型求解约束优化问题时,由于它们的最优解集并不相等,因此需要增加特殊机制确保求解双目标问题的算法收敛到原问题的最优解.为克服这一缺点,本文首先将约束优化问题转化为新的双目标优化模型,并证明了新模型的最优解集与原问题的最优解集相等.其次,以简单的差分进化为搜索算法,基于多目标Pareto支配关系的非支配排序为选择准则,提出了求解新模型的差分进化算法.最后,用10个标准测试函数的数值试验说明了新模型及求解算法的有效性.     

双层规划的改进混合布谷鸟搜索量子行为粒子群优化算法

为解决粒子群优化（PSO）算法求解双层规划问题时易陷入局部最优解的问题,提出了一种基于模拟退火（SA）Metropolis准则的改进混合布谷鸟搜索量子行为粒子群优化（ICSQPSO）算法。首先,该混合算法引入SA算法中的Metropolis准则,在求解过程中既能接受好解也能以一定的概率接受坏解,增强全局寻优能力;接着,为布谷鸟搜索算法设计一种改进动态步长Lévy飞行,以保持粒子群在优化过程中较高的多样性,保证搜索广度;最后,利用布谷鸟搜索算法中的偏好随机游走机制帮助粒子跳出局部最优解。通过对13个涵盖非线性规划、分式规划、多个下层规划的双层规划实例的数值实验,结果表明：ICSQPSO算法所得12个双层规划的目标函数最优值显著优于对比算法,只有1例的结果稍差,并且有半数实例的结果优于对比算法50%。由此可见,ICSQPSO算法对双层规划的寻优能力明显优于对比算法。     

一种求解旅行商问题的进化多目标优化方法

为了克服传统小生境(Niching)策略中的参数设置难题,提出一种求解旅行商问题的进化多目标优化方法:建立以路径长度和平均离群距离为目标的双目标优化模型,利用改进非支配排序遗传算法(NSGAII)进行求解.为了在全局探索能力与局部开发能力之间保持平衡,算法中采用一种使路径长度相同的可行解互不占优的评价策略,并通过一种新的离散差分进化算子和简化的2-Opt策略生成候选解.与已有算法的数值试验结果比较表明,求解旅行商问题(TSP)的改进非支配排序遗传算法(NSGAII-TSP)能够更好地保持种群多样性,从而克服局部最优解的吸引并具有更鲁棒的全局探索能力.通过借助特殊的个体评价策略,所提出的算法可以更好地进行全局优化,甚至同时得到多个全局最优解.     

求解多目标流水车间调度Pareto最优解的遗传强化算法

针对多目标流水车间调度Pareto最优问题, 本文建立了以最大完工时间和最大拖延时间为优化目标的多目标流水车间调度问题模型, 并设计了一种基于Q-learning的遗传强化学习算法求解该问题的Pareto最优解. 该算法引入状态变量和动作变量, 通过Q-learning算法获得初始种群, 以提高初始解质量. 在算法进化过程中, 利用Q表指导变异操作, 扩大局部搜索范围. 采用Pareto快速非支配排序以及拥挤度计算提高解的质量以及多样性, 逐步获得Pareto最优解. 通过与遗传算法、NSGA-II算法和Q-learning算法进行对比实验, 验证了改进后的遗传强化算法在求解多目标流水车间调度问题Pareto最优解的有效性.     

一种求解带时间窗车辆路径问题的混合差分进化算法

对带时间窗的车辆路径问题进行研究,建立以最小化车辆数量和行驶路程为目标的多目标数学模型,提出一种结合改进差分进化算法和变邻域下降搜索的基于Pareto支配的混合差分进化算法。首先重新定义了个体的生成方式。其次,结合双种群策略和变邻域下降搜索技术来平衡算法的全局探索能力和局部开发能力,并在搜索过程中用随机个体替代种群中的重复个体,维持种群的多样性。然后引入Pareto支配的概念来评价个体的优劣性,并采用擂台法则构造非支配解集。最后对18个不同规模的Solomon算例的求解结果表明,算法在行驶路程和车辆数量上的求解质量比人工蜂群算法分别平均提高了2.04%和14.95%,且与已知最优解相比,在车辆数量的求解质量上平均提高了14.53%,验证了所提算法的有效性。     

基于IMOSFLA的有人/无人战斗机协同空战火力分配方法

针对有人/无人战斗机协同空战中的火力分配问题,建立了以目标总存活概率最小和武器消耗数量最少的火力分配多目标优化模型,并提出一种改进的多目标蛙跳算法用于求解问题的Pareto最优解集.该改进算法充分利用混洗蛙跳算法收敛速度快、收敛精度高的算法优势进行全局寻优,利用自适应网格法对非劣解进行维护和更新,并在青蛙种群的全局进化过程中引入Tent混沌变异以避免算法早熟收敛.为便于从求解得到的Pareto最优解集中选择出最优火力分配方案,提出了一种最优火力分配方案的自主选择规则.最后通过仿真实验验证了所提方法的可行性和有效性.实验结果表明,所提方法能有效求解有人/无人战斗机协同空战中的火力分配问题.     

一种改进的基于pareto解的多目标粒子群算法

研究一种改进的多目标粒子群优化算法,算法采用精英归档策略,利用粒子的个体最优定位,通过Pareto支配关系更新全体粒子最优位置,由档案库中动态提供。根据Pareto支配关系来更新粒子的个体最优位置。使用非劣解目标的密度距离度量非劣解前端的均匀性,通过删除密度距离小的非劣解提高非劣解前端的均匀性。从归档中根据粒子的密度距离大小依照概率选取作为粒子的全局最优位置,以保持解的多样性。标准函数的仿真实验结果表明,所提算法能够获得大量且较均匀的非劣解,快速地收敛于Pareto最优解前端。     

一类非线性两层规划问题的递阶优化解法

提出一种求解一类非线性两层规划问题的新方法．通过引入解耦向量将非线性两层规划问题分解为独立且易于求解的子问题，利用两级递阶结构第1级求解若干优化的子问题，而在第2级利用第1级求解的结果调整解耦向量．所提出的方法借助于分解一协调原理并按迭代方式最终求得问题的最优解．对于含整数的规划问题，通过连续化处理后也可按该方法方便地求解．算例表明所提出的算法是简便而有效的．     

非线性规划问题的极大熵多目标粒子群算法

结合非线性规划的约束条件构造了一个新的极大熵函数,利用该函数将问题转化成了两个目标的多目标优化问题.通过对违反约束动态的进行惩罚,提出了一种新的极大熵多目标粒子群算法.该方法能有效的保持群体中不可行解的一定比例,从而增加了群体的多样性,而且避免了传统的过度惩罚缺陷,使群体更好地向最优解逼近.计算机仿真表明,该算法对非线性规划问题求解是非常有效的.     

A global optimization method for nonlinear bilevel programmingproblems

Nonlinear two-level programming deals with optimization problems in which the constraint region is implicitly determined by another optimization problem. Mathematical programs of this type arise in connection with policy problems to which the Stackelberg leader-follower game is applicable. In this paper, the nonlinear bilevel programming problem is restated as a global optimization problem and a new solution method based on this approach is developed. The most important feature of this new method is that it attempts to take full advantage of the structure in the constraints using some recent global optimization techniques.     

两层多目标规划的罚函数法

研究了一类非线性两层多目标规划问题.在下层多目标规划问题的目标函数是严格凸函数、决策变量约束集是凸集的假设下,通过将两层多目标规划问题转化成一系列单层多目标规划问题,建立了两层多目标规划的罚函数理论,并进行了收敛性分析.从而丰富了两层多目标规划的理论,为解决实际中的两层多目标决策问题提供了有力的工具.     

计算甘油代谢目标函数的一种新算法

通量平衡分析是代谢工程研究中能够定量预测细胞内通量分布情况的有效工具,然而其预测准确性的前提是需要设计合理的代谢目标函数。研究了克雷伯氏杆菌歧化甘油生产1,3-丙二醇的代谢目标函数计算问题。该问题的数学形式是一个双层规划模型,首先应用线性规划的对偶理论将其转化为等价的单层非线性优化问题,然后采用非线性优化算法对其进行求解。与已有的研究结果相比,所提方法获得了克雷伯氏杆菌歧化甘油代谢的全局最优通量分布情况。     

解非线性规划的多目标遗传算法及其收敛性

给出非线性约束规划问题的一种新解法。它既不需用传统的惩罚函数,又不需区分可行解和不可行解,新方法把带约束的非线性规划问题转化成为两个目标函数优化问题,其中一个是原约束问题的目标函数,另一个是违反约束的度函数,并利用多目标优化中的Pareto优劣关系设计了一种新的选择算子,通过对搜索操作和参数的合理设计给出了一种新型遗传算法,且给出了算法的收敛性证明,最后数据实验表明该算法对带约束的非线性规划问题求解是非常有效的。     

求解二层规划的混合微粒群算法

对于二层规划问题有许多经典的求解方法,如极点搜索法、分支定界法和罚函数法等。文中给出了基于微粒群算法的二层规划的一种新的求解方法。提出了分别先用单纯形法和内部映射牛顿法的子空间置信域法求解下层规划,然后用微粒群算法求解上层规划的求解方法,这两种混合微粒群算法分别用于求解线性二层规划和非线性二层规划。并结合实例的对比分析,说明了这两种混合微粒群算法求解二层规划的可行性和有效性。     

A neural network approach for solving nonlinear bilevel programming problem

A neural network model is presented for solving nonlinear bilevel programming problem, which is a NP-hard problem. The proposed neural network is proved to be Lyapunov stable and capable of generating approximal optimal solution to the nonlinear bilevel programming problem. The asymptotic properties of the neural network are analyzed and the condition for asymptotic stability, solution feasibility and solution optimality are derived. The transient behavior of the neural network is simulated and the validity of the network is verified with numerical examples.     

灰色二层多目标线性规划问题及其解法

针对二层多目标线性规划问题,结合灰色系统的特性,提出了一般灰色二层多目标线性规划问题,并给出了模型的相关定义和定理.针对漂移型灰色二层多目标线性规划问题,提出一种具有全局收敛性质的求解算法.首先通过线性加权模理想点法把多目标转化为单目标;然后当可行域为非空紧集时,利用库恩塔克条件把双层转化为单层,再利用粒子群算法搜索单目标单层线性规划即可得到原问题的解;最后通过算例表明了该算法的有效性.     

非线性约束规划的极大熵多目标进化算法

解非线性约束规划的困难在于如何处理问题的约束,从问题的约束条件出发构造了一个新的极大熵函数,利用此函数将原非线性约束规划问题转化成了两个目标的多目标优化问题。通过对搜索操作和参数的合理设计给出了一种新的极大熵多目标进化算法。计算机仿真表明该算法对带约束的非线性优化问题求解是非常有效的。