改进生物地理学算法对正丁烷异构反应模型的优化

针对生物地理学优化(biogeography-based optimization,BBO)算法在寻优过程中容易陷入早熟的现象,提出了一种基于三维变异的生物地理学优化(three-dimensional variation biogeography-based optimization,Tdv-BBO)算法。该算法是在BBO算法的基础上,引入了三维变量的变异,解决了BBO算法后期搜索动力不足的问题,加快了BBO算法的寻优速度。同时,提出将改进的Tdv-BBO算法应用到正丁烷异构反应动力学模型的优化中,对反应动力学模型的参数进行了优化和整定。仿真实验表明:改进的Tdv-BBO算法提高了个体种群的多样性,增强了算法的搜索能力,加快了寻优速度。用该方法优化得到的反应动力学模型,模型精度较高,泛化能力强;可为正丁烷异构反应的建模提供一种有效的方法。     

改进生物地理学优化算法及其在汽油调合调度中的应用

汽油调合和调度优化问题中含有典型的非线性约束(NLP)问题。针对一般智能优化算法在解决此类优化问题中易陷于局部极值,提出了一种改进的生物地理学优化算法(HMBBO)。该算法设计了一种基于种群个体差异信息的启发式变异算子,弥补了Gauss变异、Cauchy变异算子缺乏启发式信息的不足,以解决原算法在局部搜索时易出现的早熟问题,提高算法的全局搜索能力,并且采用非线性物种迁移模型以适应不同的自然环境。采用4个测试函数进行仿真,结果表明:HMBBO算法与标准BBO算法、基于Gauss变异及基于Cauchy变异的BBO算法比较,其收敛速度和全局寻优能力有明显改善。汽油调合和调度优化实例表明,该算法能够快速有效地找到全局最优解。     

改进鲸鱼优化算法及其在渣油加氢参数优化的应用

针对智能优化算法在处理非线性优化问题中存在的容易陷入局部最优和收敛精度差等问题,提出了一种基于结合差分进化和精英反向学习的改进鲸鱼算法（DEOBWOA）。该算法引入对立搜索初始化、精英反向学习,并结合差分进化进行变异修正,显著有效地提高WOA算法的收敛精度和收敛速度,提高其跳出局部最优的能力。之后采用8个标准测试函数进行仿真实验,结果表明：DEOBWOA算法与标准WOA、HCLPSO、DE算法相比,全局搜索能力和收敛速度都有较大提升。最后建立了渣油加氢动力学模型,考虑到渣油加氢过程中存在诸多典型的非线性约束问题,以某炼化厂渣油加氢装置为例,应用DEOBWOA对渣油加氢反应动力学模型参数进行优化,结果表明该算法能较好地处理实际工程优化问题。     

一种求解过程动态优化问题的生物地理学习粒子群算法

智能优化算法具有适用性广泛、全局搜索能力强等优点,近年来在动态优化中的应用逐渐增多。通过混合生物地理优化与粒子群优化,提出了生物地理学习粒子群（biogeography-based learning particle swarm optimization,BLPSO）算法,并用于动态优化问题的求解。BLPSO采用了新型的生物地理学习方式,该方式根据粒子“排名”,即粒子的优劣,以维度为单位构造学习粒子,提高了学习的效率。针对动态优化问题,首先通过控制向量参数化将其转化为非线性规划问题,然后采用BLPSO算法进行求解。最后,将BLPSO应用于非可微、多峰、多变量等典型动态优化问题的求解,计算结果表明BLPSO具有较好的搜索精度和收敛速度。     

多变异遗传算法优化生物脱硫反应动力学模型参数

由于常规遗传算法(SGA)的全局寻优效率不高,用于复杂的生物脱硫反应动力学模型参数优化时效果欠佳,为此设计了一种新的多变异遗传算法(MGA)以提高全局寻优效率.MGA的改进措施包括散射变异、微扰变异和单纯形变异各算子的设计,多变异操作实施方案的制定,选择操作和交叉操作方式的选择和改进等.Shaffer′s F6函数和10维Alpine函数测试表明,与SGA相比,MGA的全局寻优效率大大提高.将MGA应用于红球菌DS-3脱除二苯并噻吩(DBT)的动力学模型参数优化,建立了更为准确的反应动力学模型.     

一种求解过程动态优化问题的生物地理学习粒子群算法

智能优化算法具有适用性广泛、全局搜索能力强等优点,近年来在动态优化中的应用逐渐增多。通过混合生物地理优化与粒子群优化,提出了生物地理学习粒子群(biogeography-based learning particle swarm optimization,BLPSO)算法,并用于动态优化问题的求解。BLPSO采用了新型的生物地理学习方式,该方式根据粒子"排名",即粒子的优劣,以维度为单位构造学习粒子,提高了学习的效率。针对动态优化问题,首先通过控制向量参数化将其转化为非线性规划问题,然后采用BLPSO算法进行求解。最后,将BLPSO应用于非可微、多峰、多变量等典型动态优化问题的求解,计算结果表明BLPSO具有较好的搜索精度和收敛速度。     

改进鲸鱼优化算法及其在渣油加氢参数优化的应用

针对智能优化算法在处理非线性优化问题中存在的容易陷入局部最优和收敛精度差等问题,提出了一种基于结合差分进化和精英反向学习的改进鲸鱼算法(DEOBWOA)。该算法引入对立搜索初始化、精英反向学习,并结合差分进化进行变异修正,显著有效地提高WOA算法的收敛精度和收敛速度,提高其跳出局部最优的能力。之后采用8个标准测试函数进行仿真实验,结果表明:DEOBWOA算法与标准WOA、HCLPSO、DE算法相比,全局搜索能力和收敛速度都有较大提升。最后建立了渣油加氢动力学模型,考虑到渣油加氢过程中存在诸多典型的非线性约束问题,以某炼化厂渣油加氢装置为例,应用DEOBWOA对渣油加氢反应动力学模型参数进行优化,结果表明该算法能较好地处理实际工程优化问题。     

改进的生物地理学优化算法在混合流水车间调度中的应用

调度问题是将有限的资源分配给各项不同任务的决策过程,其目的是优化一个或多个目标,它广泛存在于当今大多数的制造和生产系统中。混合流水车间调度问题是一般流水车间调度问题的推广,更接近实际的生产过程。采用一种新型的算法--生物地理学优化算法求解混合流水车间调度问题,通过引入改进策略,增强了算法的全局搜索能力和局部搜索能力,并提高了算法的收敛速度。通过10个标准调度算例的仿真研究,并与遗传算法进行对比,验证了改进后的生物地理学优化算法在求解混合流水车间调度问题方面的优越性。     

基于适应策略差分进化算法的化工反应动力学参数估值

为了更准确地通过煤烟气成分推测汞元素氧化程度,建立精确的汞氧化过程动力学模型至关重要。目前已有的汞氧化过程动力学模型中存在一些难以确定的未知参数,为了确定模型中这些参数的最优值,本文提出一种改进的适应策略差分进化算法（ASDE）。该算法引入变异策略、缩放因子（F）和交叉参数（CR）候选集合,同时为集合中每个候选参数赋予一定的选择概率。在进化搜索过程中,以历史成功搜索信息为基础,实时更新每个候选集合中各参数对应的选择概率,并根据选择概率自适应为下一时刻进化群体中每个个体分配变异策略和对应控制参数。将改进算法用于汞氧化过程动力学参数估值问题,实验结果显示,相对其他6种算法,改进算法ASDE求解得到模型更加接近实际,是一种求解化工反应动力学参数估值问题的有效方法。     

自适应正余弦搜索樽海鞘群优化算法

针对基本樽海鞘群智能优化算法的收敛速度慢、搜索精度低、容易陷入局部最优的缺点,提出了一种自适应正余弦搜索樽海鞘群优化算法.该算法引入正余弦搜索,以加强领导者位置更新速度,提升算法寻优速率;在跟随者位置更新公式中引入自适应权重因子,提高算法跳出局部最优的能力,并且提高了算法的收敛精度.使用所提出的算法对12个典型寻优测试...     

Hybrid biogeography based optimization for constrained optimal spot color matching

Biogeography‐based optimization (BBO) is a new evolutionary algorithm which mimics the immigration and emigration of species among islands. Used widely in packaging and printing to obtain a colorful appearance, the spot color matching (SCM) is formulated as a complex multi‐dimensional optimization problem. In this article, BBO is combined with the harmony search (HS) and opposition‐based learning (OBL) approaches to construct an effective hybrid algorithm for solving the SCM problem. HS is used to enhance the local searching ability of BBO, and OBL is employed to increase the diversity of initial population; consequently, the exploration and exploitation abilities of the hybrid algorithm are enhanced and well balanced. Experiment results are presented to show the effectiveness of the proposed scheme. © 2013 Wiley Periodicals, Inc. Col Res Appl, 39, 607–615, 2014     

改进的精英教学优化算法及其在甲醇合成优化中的应用

为了提高精英教学算法（ETLBO）的寻优能力,特别是精度差、寻优速度慢的问题,提出改进的精英教学算法。首先,通过自主学习过程,加强对优质解所在区域的局部勘探,提高算法的寻优效率。其次,引入“差异化帮扶”思想及自适应机制,对不同水平的学生施予适宜的、灵活的学习方式,有针对性的帮助,平衡了算法的勘探速度、精度。通过增加学生间的交流次数,提高了算法的全局勘探能力。标准函数优化结果表明,改进后的算法在寻优能力和勘探效率两方面都有明显提高。最后,建立甲醇合成的机理模型,将改进后的算法应用于甲醇合成过程的优化,取得了良好的效果。     

改进的全息搜索策略及其在化工优化中的应用

引言 基于样本数据估计反应动力学参数是常见的化工优化问题.参数估计的通用规则是偏差最小化,许多经典的序贯类寻优方法都可用于这一目的,例如Powell共轭梯度法、模式搜索法、变度量法等.     

基于差分进化粒子群混合优化算法的软测量建模

针对乙烯生产过程中,用传统方法难以直接完成对乙烯收率的在线测量的问题,提出了一种新型差分进化粒子群混合优化算法,建立了乙烯收率软测量建模。改进算法将优化过程分成两阶段,两分群分别采用粒子群算法和差分进化算法同时进行。迭代过程中引入进化速度因子进行算法局部收敛性判断,通过两个群体间的信息交流阻止算法陷入局部最优。对高维复杂函数寻优测试表明,算法的整体优化性能均强于基本粒子群算法和差分进化算法。应用结果表明,基于改进算法的软测量模型具有测量精度较高、泛化性能较好等优点。     

基于优进策略的遗传算法对重油热解模型参数的估计

针对常规遗传算法全局寻优效率偏低的弱点，提出了一种优进策略，用以改进常规遗传算法。该策略将从繁衍过程中获取进化信息，自适应地改进子代分布，适时引入确定性操作，以提高全局寻优性能。提出的相关技术包括维持种群的多样性、改进交叉算子、增加Powell寻优算子等。实例测试表明这种优进策略效果良好，并已成功地应用于重油热解三集总动力学复杂数学模型的非线性参数估计。     

Establishment and solution of eight-lump kinetic model for FCC gasoline secondary reaction using particle swarm optimization

An eight-lump kinetic model contained 21 kinetic parameters was proposed to describe the secondary reaction process of fluid catalytic cracking (FCC) gasoline. The model was solved by hybrid particle-swarm optimization (HPSO) which incorporated evolutionary strategies and the simulated annealing method into particle swarm optimization (PSO). A series of experiments were carried out in a riser reactor over an improved Y zeolite catalyst with different temperatures, catalyst to oil ratios and vapor residence times. The product distribution was obtained to estimate the 21 kinetic parameters of model; the calculated results obtained using the HPSO algorithm agreed well with the experimental results.