基于神经网络与遗传算法的结构优化设计方法

从神经网络和遗传算法的原理出发,利用遗传算法和神经网络相结合的策略对结构参数进行优化.在确定结构优化的目标函数和设计变量集合的基础上,用神经网络学习算法建立货架结构设计参数与结构重量、结构最大应力、最大位移等的非线性全局映射关系,获得遗传算法求解结构优化问题所需的目标函数,用遗传算法进行优胜劣汰的寻优搜索运算,从而求出所需最优解.以货架结构的优化为例说明了上述方法的应用.遗传算法和神经网络的优化结果是在正交设计法确定的训练样本足够大的基础上得出的,具有较强的可靠性.     

基于双指令的倍深式货位优化

随着可利用土地资源的日益稀缺,仓储企业为降低成本,提高存储密度,对紧致化仓储要求愈加迫切。提高存储密度的一个重要途径是尽量减少巷道,与单倍货架相比,倍深式货架节约了巷道空间,从而实现了紧致化仓储。在考虑堆垛机的运行时间和堆垛机在货位的停留时间的基础上,建立堆垛机执行交叉存取指令的倍深式货位优化模型。为减少翻箱操作次数,根据倍深式货架特征提出CloseOpen算法和指派算法对模型进行求解。仿真实验显示:批量存储的效率比单一存储的效率高;当存储密度为80%时,与随机存储算法对比,CloseOpen算法提高了27.76%,指派算法提高了30.12%。     

重载智能堆垛装备刚度建模与结构优化

针对重载、高精度、高可靠性、长距离等货物搬运要求,提出重载智能堆垛装备的结构方案.通过对堆垛装备的工作原理及承载受力分析,提出基于V型滚轮接触力计算法的堆垛装备综合刚度求解方法,给出计算实例. 利用有限元方法求解V型导轨的接触刚度及堆垛装备的综合变形量,与理论计算结果进行对比,验证了理论方法的准确性. 通过建立基于刚度最大为优化目标的优化模型,对龙门立柱与三级货叉进行结构优化,得到立柱优化结构以及货叉最优的截面参数. 对堆垛装备进行实机运行及静态承载下的综合挠度检测. 结果表明,优化后的堆垛装备能够满足工程应用的要求.     

磷矿堆场多目标优化配矿模型

以磷矿浮选场堆场配矿过程为研究对象,选取人选原矿品质指标及低品质矿石利用量为主要目标,增加资源量约束及决策变量非负约束,构建了堆场多目标优化配矿模型.同时应用Matlab优化工具箱中多目标规划解算函数,对算例及实际配矿模型求解验证,并与现场混配结果进行比较,配矿效果明显.研究结果表明:磷矿多目标优化配矿模型实现了磷矿堆场配矿工艺及过程的简单、直观、较完整描述,Matlab优化工具箱多目标规划相关函数,对求解磷矿堆场多目标优化配矿模型是简便、有效的.     

基于多目标遗传算法的综合利用水库优化调度图求解

分析了常规方法求解综合利用水库调度图存在的问题.提出了一个基于遗传算法的调度图求解模型.模型同时以保证率和缺水量为目标,直接以调度图的基本调度线为决策变量,通过水库的模拟运行结果评价可行解,然后利用遗传算子不断改进调度线,能搜索得出调度图的非劣解集.实例计算结果显示多目标方法较传统仅以保证率为目标推求调度图的做法合理     

遗传算法在自动化仓库路径调度问题中的应用

为提高柔性生产线中自动化立体仓库的运行效率,以车间物流系统中的在线任务调度问题作为研究对象,运用遗传算法对堆垛机的运行路径进行了分析和优化.对自动化仓库中的作业过程进行了分析,创建了考虑任务等待时间的多目标优化数学模型,针对该模型提出了基于遗传算法的求解过程,并检验了该算法的有效性.实验仿真和实际应用都证明了遗传算法可以有效地减少堆垛机的行程时间,从而提高自动化立体仓库的作业运行效率.     

基于遗传算法的成品油树状管网优化布置

考虑到成品油管网各参数的波动,采用多目标加权法,以生命周期内管道与罐区的投资与维护费用现值、能耗费用现值及混油处理费用现值之和为目标函数,管网布置情况为决策变量,建立了成品油树状管网优化布置的数学模型,并采用遗传算法进行求解.该算法原理清晰,能快速搜索到令人满意的有效解.计算结果表明:利用遗传算法所得的最优解比Krus...     

基于多种群遗传算法的自动化立体库货位优化

针对自动化立体仓库作业效率和安全性的要求,以货物出入库作业时间、货架整体等效重心和关联产品间相对聚集程度为目标函数,构建了多目标货位分配优化数学模型。将多目标模型加权归一化处理后,用简单加权遗传算法求解,为避免出现未成熟收敛问题,提出了多种群遗传算法求解货位分配优化数学模型,并结合玩具车组装和自动化立体库实验,求得自动化立体库货位分配结果并对比分析,验证了多种群遗传算法的有效性,为自动化立体库货位分配和优化提供了一种有效的解法。     

变弯翼型与增升装置多目标气动优化设计研究

针对二维增升装置低速起飞、着陆状态和变弯度翼型高速巡航状态下的高低速气动特性进行综合优化研究,发展了一种基于Kriging代理模型与多目标遗传算法的增升装置多目标气动优化设计方法。使用自适应下垂式铰链襟翼机构,通过襟翼与扰流板联动偏转来改善飞机的低速起降性能及高速巡航性能。将襟翼铰链位置、扰流板偏角和襟翼偏角作为设计变量,通过求解N-S方程来预测初始样本点气动力,利用Kriging代理模型分别建立起飞、着陆和巡航状态下设计变量与气动力之间的关系,得到多个高效气动力预测模型,最后使用多目标遗传算法在代理模型的基础上进行多目标气动优化设计。设计变量变化时计算网格的自动生成采用RBF(radial basis function)动网格技术来实现。基于搭建的高效全局多目标优化设计平台进行了高低速综合气动性能多目标优化,并对Pareto前沿面的多目标解集进行了多设计点校验与分析,筛选出了多目标并重的优化解。     

基于决策变量交互识别的多目标优化算法

当前求解大规模优化问题的关键在于决策变量的有效分组.随着决策变量规模的增大,决策变量间以及决策变量与目标函数间的关系愈加复杂.在总的适应度评价次数给定的条件下,决策变量分组所消耗的适应度评价次数越多,种群进化过程中所剩适应度评价次数越少,从而影响算法收敛能力,导致解集质量下降.为解决以上问题,首先,提出了一种决策变量交...     

航空货站自动化存取系统作业调度优化

为从作业调度角度提高航空货站自动化存取系统运作效率,在分析双板作业和防冲突避让对指令序列完工时间影响的基础上,以指令序列完工时间最短为优化目标,建立了航空货站自动化存取系统调度优化模型,并设计了一种改进的蚁群算法对模型进行求解.为避免算法在搜索过程中陷入局部最优,在引入权重信息素和随机扰动策略的基础上,提出了具有变异率的状态转移参数,用于在寻优过程中决定蚂蚁的移动方向.仿真结果表明:改进的蚁群算法较基本蚁群算法和遗传算法具有更好的全局搜索能力和求解精度,所提出的调度优化方法获得的指令序列完工时间较先到先服务调度策略有至少37%的改进.     

立体仓库出入库仿真与优化技术

针对自动化立体仓库出入库优化问题,首先阐述立体仓库出入库仿真的基本步骤作为全文的理论基础,随后以某自动化立体仓库为研究对象,基于Flexsim仿真软件进行了立体仓库系统建模,并分析指出影响其运行效率的主要原因在于仓库参数配置不当。由此给出了仓库参数优化思路,并再次应用Flexsim仿真验证了该优化思路的有效性和可行性。最后讨论了布局变更对立体仓库出入库效率的影响,并给出了布局适配建议。结果表明：该自动化立体仓库系统经仿真优化后瓶颈消除,物流效率改善显著,堆垛机利用率提升至80％,输入／输出量提高至970／721件,该研究也可对类似系统的建模和优化提供良好的借鉴意义。     

物流需求变化下自动化立库储位分配策略分析

针对企业仓储运作过程中自动化立体仓库储位分配策略的优化问题,建立自动化立体仓库运作Flexsim仿真模型,通过设计仓储运作中货品周转率、安全库存水平、最大货位分配结构3个物流需求变量的不同实验参数组合方案,模拟仓储物流需求的变化,并定义3种储住策略进行仿真运行比较分析．得出物流需求变化下3种策略的适用规律,为企业决策提供依据。     

基于MOGA/SOS的互连缓冲及线型优化算法

将互连延时、信号响应波形、布线面积作为互连优化的3个目标函数,把推导出的串扰下边界作为优化参量的限制条件,采用分布式RLC模型作为互连系统的近似解析模型,提出了一种基于单目标排序非支配集构造算法的多目标遗传算法,用于解决互连优化中的缓冲及线型优化问题.算法所得解为满足串扰限制条件且对信号延时、信号波形以及布线面积进行优化的折中解.测试结果表明所提算法对互连优化问题规模的适应性强,所得解的优化结果明显优于基于Elmore模型的优化结果,布线面积减少了30%,信号延时与串扰性能分别提高了25%和25.73%.     

海量小文件元数据的分布式存储与检索

针对现有分布式文件系统处理海量小文件时存在的主节点元数据处理性能瓶颈问题,提出采用分布式文件来存储元数据,并通过元数据缓冲和Hash映射实现元数据的分布;采用Map Reduce并行程序对元数据检索进行了实现,并指出了并行检索中存在的问题,提出采取局部位图索引对元数据检索进行了优化．最后通过实验进行了验证,实验结果证明,该方法实现了海量元数据的分布式存储与检索,避免了现有分布式文件系统在处理海量小文件时存在的主节点单点性能瓶颈．     

基于两层优化的主动配电网储能优化配置

针对主动配电网储能系统优化配置问题,考虑运行控制策略对规划方案的影响,提出一种基于两层优化的配置方法。在短时间尺度的内层优化中,利用低通滤波算法提取上网功率高频分量,以高频分量变异系数和可再生能源浪费率最小为目标,基于标量化方法和粒子群算法优化主动配电网控制策略。在长时间尺度的外层优化中,构建多目标优化模型,最小化投资成本和可再生能源浪费率,采用NSGA-Ⅱ算法求取储能系统配置的Pareto最优解。由于运行控制和规划配置间存在相互影响,将不同时间尺度的内外层优化置于统一的框架内,以可再生能源浪费率、储能系统配置位置和容量为耦合变量交替迭代求解。结合算例,对所提模型及其求解方法进行了验证。算例分析表明:主动配电网中储能系统优化配置能够有效提高电网对可再生能源的消纳能力。     

基于两层优化的主动配电网储能优化配置

针对主动配电网储能系统优化配置问题,考虑运行控制策略对规划方案的影响,提出一种基于两层优化的配置方法。在短时间尺度的内层优化中,利用低通滤波算法提取上网功率高频分量,以高频分量变异系数和可再生能源浪费率最小为目标,基于标量化方法和粒子群算法优化主动配电网控制策略。在长时间尺度的外层优化中,构建多目标优化模型,最小化投资成本和可再生能源浪费率,采用NSGA-Ⅱ算法求取储能系统配置的Pareto最优解。由于运行控制和规划配置间存在相互影响,将不同时间尺度的内外层优化置于统一的框架内,以可再生能源浪费率、储能系统配置位置和容量为耦合变量交替迭代求解。结合算例,对所提模型及其求解方法进行了验证。算例分析表明:主动配电网中储能系统优化配置能够有效提高电网对可再生能源的消纳能力。     

基于粗糙集理论的风光蓄互补系统优化模型

为了解决风光波动性对系统安全调度和稳定运行的影响,以系统运行成本最小和系统污染排放量最小为目标,构建风光蓄集成互补系统. 基于粗糙集理论和模糊C均值聚类算法,分别确定多目标调度中经济目标和环境目标的权重;提出基于粒子群变异策略和计及约束边界的信息共享方法的改进粒子群优化(PSO)算法,求解多目标调度优化问题;以我国西南地区某省风光蓄集成互补系统为例开展算例仿真,验证所提模型的科学性和实用性. 研究结果表明,与单目标调度相比,多目标调度兼顾经济性和环境性,所提混合粗糙集-改进粒子群算法的收敛精度更优,提高了系统的经济效益和环境效益. 引入抽水蓄能机组,对于实现系统多能源协同互补运行具有重要的意义.     

A Communication Protocol and Monitoring Policy for Input/Output Vehicles in an Automatic Storage and Retrieval System

The acquisition and processing of equipment information is pivotol to control and management of the automated storage and retrieval system.The work of this paper is based on the automatic storage and retrieval experimental system of Wuhan University of Technology.First,the output/input flow and the control information of storage/retrieval vehicle are studied and the plotting finite state machine model of the stacking crane is established.Then,the communication protocol between the center con- trol management computer and the PLC of stacking crane is designed.Finally,the stacking crane' s monitoring data,which in- clude operating time,running states and real-time position status,are gained by analyzing the communication protocol.The de- tailed program for the acquisition and processing of monitoring information is developed.This method is suitable for the equipment monitoring of the whole system,and provides a platform for studying the intelligent control and optimal scheduling strategies of AS/RS.     

多色集合及其在自动化立体仓库货位分配建模中的应用

多色集合这一新理论,对复杂对象和系统具有强大的仿真功能.介绍了多色集合理论,并运用该理论进行了自动化立体仓库货位信息模型的建立,为立体仓库的自动化作业提供了一个新的信息处理工具.