水文模型参数多目标优化率定及目标函数组合对优化结果的影响

针对水文模型多目标优化中目标函数组合难以合理构造与选取的难题,基于多目标智能优化算法的优化结果,提出了一种简便的不同目标组合优化结果性能比较方法,并以一种日径流预报模型为实例,构造了3组目标函数组合,采用经典多目标优化算法NSGA-II优化率定模型参数,在模型参数优化率定结果的基础上,应用作者提出的目标组合优化结果比较...     

概念性水文模型参数多目标率定及参数组合预报

针对概念性水文模型参数优化率定问题,考虑流域水文系统不同产汇流特性,提出一种多目标文化自适应仿电磁学算法（multi-objective cultural self-adaptive electromagnetism-like mechanism, MOCSEM）,并基于MOCSEM的优化结果,提出了一种简便的自识别参数组合预报方法。该算法采用仿电磁学算法实现可行解集的进化,并置于文化进化的框架中,根据水文模型参数优化率定问题的特点构建了信息空间,并引入了基于个体聚集密度的信息空间更新方法,保证了非劣方案的多样性;同时,加入一种自适应的扰动因子对算法的局部随机搜索操作进行修正,改善了算法的全局寻优能力。在此基础上,将MOCSEM算法应用于概念性水文模型——新安江模型的参数多目标优化率定,与MOSCDE算法进行对比分析,应用本文提出的自识别参数组合预报方法,尝试找到一种能权衡流域水文系统不同水文特性的自识别参数组合方式,可以为水文预报人员提供更为精确的流域径流预报方法。     

基于代理模型的中空轴式大型静压轴承多目标优化

建立了中空轴式静压轴承的油膜仿真模型,分析了油腔包角、偏位角、油腔宽等设计参数对其承载力和液压功耗的影响规律。以主电机功率为8000kW的大型球磨机静压轴承的承载力和液压功耗为优化目标,以静压轴承所需提供的最小载荷和轴瓦的许用应力为约束条件,提出了基于RBF(径向基函数)代理模型和多目标粒子群优化算法相结合的多目标优化设计方法,得到了Pareto最优解集,应用基于灰色关联度的TOPSIS方法选取出了最优妥协解。优化结果表明:优化后的静压轴承承载力提升了2.99%,液压功耗降低了3.87%,所承受工作介质重力提升了8.74%。     

基于智能算法的汽车气动外形参数多目标优化

为了对汽车外形进行优化设计,利用CFD软件与智能算法相结合的方法,以在天窗微开高速行驶状态下的汽车为优化的对象,选取气动阻力最小、气动升力为0、天窗后缘压强最小为`优化目标,以汽车关键外形参数为设计变量,对汽车气动外形进行多目标优化设计.同时,应用了数据挖掘技术评价设计变量与3个目标函数的影响关系,选取优化后的最佳关键参数制作汽车模型并进行风洞试验验证.研究结果表明:通过遗传算法优化的车身外形,在其他设计目标满足要求的条件下成功地将阻力系数降低了9.5%,并通过风洞试验验证了该智能算法结果的准确性.基于智能算法的汽车气动外形设计具有指导意义与实际应用价值,为汽车气动外形的多目标优化设计提供了一种高效、精确、可靠的先进优化方法.     

基于粒子群算法的新安江模型参数的优化

文中利用滦河流域大黑汀、桃林口及滦县站多年降水、蒸发及来水量资料,建立了区间年来水量的新安江模型,并利用基于粒子群优化算法对此模型的参数进行了优化。     

数学优化方法在新安江模型参数率定中的应用分析

以3种数学优化方法及新安江(三水源)模型的理论为依据,介绍了优化方法在新安江三水源模型参数率定中的应用.将率定成果与API模型进行了对比,说明这3种优化方法在大宁河流域参数率定中应用效果良好,具有很好的参考和推广价值.     

利用GEK代理模型的天线快速多目标优化设计

传统方法进行天线优化设计主要利用经典优化算法调用电磁仿真软件,在求解复杂天线的多目标优化问题时效率不理想．针对该问题,在多梯度下降算法中引入遗传算子,提出了一种高效的全局多目标优化算法--混合遗传算子多梯度下降算法．该算法调用梯度增强型克里金模型进行天线优化．梯度增强型克里金模型建模所需的样本规模小、时间短,并且避免了电磁仿真软件的反复计算．利用该算法优化加载各向异性Ⅰ型周期结构覆层的警用超短波宽带单极子天线和某型直升机机载专用通信系统天线及其抗干扰阵列,在达到相同优化效果时,所需的模型仿真次数为利用改进的非支配排序遗传算法调用电磁仿真软件进行优化的10.30％和18.96％,验证了该优化算法的高效性．     

基于Kriging模型的主轴箱多目标尺寸优化

以自研五轴工具磨床为研究对象,利用Inventor建立其三维模型,导入ANSYS Workbench建立其整机有限元模型,通过对整机的模态分析与谐响应分析确定主轴箱为影响整机动态特性的关键部件。对主轴箱进行静动态特性分析,以主轴箱1阶固有频率、几何质量与最大变形量为目标函数,以主轴箱各壁厚以及斜度等为设计变量,基于Kriging法建立其响应面模型,对其进行多目标优化,从而得出最优Pareto解集,最后对优化后主轴箱进行验证。结果表明：主轴箱的1阶固有频率从113.03 Hz提升至144.50 Hz,提升了27.84%,几何质量减少了3.83%,最大变形量减少了10.31%,主轴箱综合性能显著提高。     

基于多目标遗传算法的汽轮机转速PI控制器参数优化

针对常规PID参数整定方法不能兼顾系统快速性、稳定性和准确性要求的缺陷,提出了一种基于非支配排序多目标遗传算法-Ⅱ(Non-dominated Sorted Genetic Algorithm-Ⅱ,NSGA-Ⅱ)和多属性决策技术(Multiple Attribute Decision Making,MADM)的PID参数的优化设计方法。以系统的超调量、调节时间和时间乘以误差绝对值积分(ITAE)指标最小作为优化目标,以频域稳定性为约束条件,以PID参数为设计变量,建立多目标优化模型。利用NSGA-Ⅱ算法求出Pareto最优解集,采用逼近理想解的排序方法(Technique for Order Preference by Similarity to an Ideal Solution,TOPSIS)进行Pareto最优解排序,进而得到最终的最优解。以某型工业汽轮机转速PI控制器参数的多目标优化设计为仿真算例,验证了该文设计方法的有效性和优越性。     

电路参数的多目标优化设计

从电路的多目标优化设计的角度出发，详细介绍了以理想点法为基础的改进型理想点法，给出了改进的评价函数模型和加权系数的确定方法，并将新算法用于电路的多目标优化设计中，以彩电遥控器电路为例进行了优化设计。     

基于序列代理模型的结构可靠性分析方法

工程中部件或系统的性能函数通常是隐函数形式,该文提出基于高效代理模型的结构可靠性分析方法,构造新增样本点学习函数,并用于指导在序列迭代过程中的样本点选择。所提出的学习函数考虑了变量权重并保证所选的样本点相互之间有一定的距离且分布在极限状态方程周围。算例分析表明该方法有较好的精度和鲁棒性,不仅适用于性能函数为隐函数时的结构可靠性分析,而且也适用于现有的各种代理模型（神经网络、支持向量机、响应面等）,为结构可靠性分析提供新途径与新方法。     

基于环形抽样代理模型的结构可靠性分析方法

该文提出一种基于高效代理模型—Kriging模型的可靠性分析方法,通过欧式距离构造抽样区域,用于确定代理模型更新过程中样本点的选取范围,保证代理模型在更新过程中只对失效概率贡献大的区域选取样本点.算例分析表明该方法具有较高的精度和效率,不仅适用于性能函数为隐式的结构可靠性分析,而且通过改变环形抽样区域的带宽,同样适用于...     

应用云模型和 Favour 排序的多目标优化算法

论文给出了一个基于云模型和利用Favour排序的多目标优化算法,其新颖之处是依据云模型理论估计好解区域和新解的生成。该算法利用优化过程中获得的信息构建好解区域的云模型并用逆向云发生器估计该云模型的3个数字特征;之后,依据这3个数字特征,用正向云发生器生成当前子代种群,并用Favour排序对当前种群和当前子代种群的并集进行排序,然后,依据排序结果选择最好的一些个体形成下一代。该算法与其他算法就一组基准函数进行了测试比较,结果表明该算法更有效。     

水文模型组合预报应用研究

针对水文模型结构误差和目前各大中型水库流域的防洪风险分析与决策方式,在当前应用广泛的洪水实时预报系统基础上,融入模型加权法的思想,采用一种比较简单易行和实用的“模型组合预报”方案,可以一定程度上提高洪水预报结果的精度和稳定性,也符合防洪风险分析与决策的思想．并在长潭水库流域最近几年的防台风洪水预报中进行了实践应用,实际应用效果良好．     

项目融资中的多目标优化设计

如何合理确定项目资金结构对项目融资决策非常重要.针对传统现金流量分析方法的不足,从项目效益、风险、投资者偏好和贷款银行风险态度4方面建立了评价指标体系,提出了一个基于计算机仿真技术的多目标优化设计模型.案例分析表明,用该模型进行融资方案评价,更符合客观实际.     

6061铝合金铣削工艺参数多目标优化

铝合金加工工艺参数的选择是影响铝合金零件加工效率和加工质量、降低制造成本、提高设备使用寿命的关键因素。以6061铝合金为研究对象,对铝合金铣削工艺参数多目标优化进行了研究。以主轴转速、进给速度、轴向进给量、径向进给量和刀具直径为实验因素,进行了五因素五水平铣削正交实验,采用遗传算法优化的反向传播神经网络预测模型建立铣削参数与表面粗糙度之间的非线性关系。在此基础上,建立了以材料去除率和加工表面粗糙度为优化目标的多目标铣削参数优化模型,使用基于NSGA-II算法开发的gamultiobj函数对优化模型进行求解。结果表明,优化后的6061铝合金高速铣削工艺参数范围为主轴转速12 000~13 000 r·min^-1,径向进给量0.19~0.21 mm,进给速度1272~1300 mm·min^-1,轴向进给量6~8 mm,刀具直径4 mm。     

基于蚁群算法的多目标优化问题研究

为保持所求得的多目标优化问题Pareto最优解的多样性,文章提出了一种新的蚁群算法。选择策略采用多信息素权重,信息素更新结合了局部信息素更新与全局信息素更新。其中,全局信息素更新采用了两个最好解。此外,通过在外部设置外部集来存储Pareto解,并将改进的算法应用在双目标TSP上。最后进行了仿真实验,结果表明新方法比NSGA-II和SPEA2更有效。     

转向节闭式挤锻工艺多目标优化设计

针对现有转向节成形过程中出现的材料利用率低、能耗大等问题,提出闭式挤压制坯-模锻新工艺.首先简述闭式挤压制坯的工艺优势和重要的结构参数;其次通过正交试验设计,选择适当的设计参数样本以及响应值,将遗传算法应用在以对数路径函数为核函数的增强RBF近似模型上进行优化,得到优化的挤压工艺参数:圆角半径R=10 mm,挤压长度a=112 mm,冲头凸模两侧预留距离b=83 mm、c=72 mm;最后通过有限元模拟和生产实践验证,证明了该方法很好地解决了汽车转向节闭式挤锻工艺中充型不满的问题.