改进遗传算法在MRFD半主动控制系统优化配置中的应用

为了解决磁流变阻尼器(Magnetorheological Fluid Damper,简称MRFD)控制装置在建筑结构上的优化配置问题,提出了一种改进遗传算法。该方法在进行遗传操作时,为了避免因采用普通遗传算法中的交叉和基本变异操作而产生违反约束条件的个体,应用了一种改进的交叉和变异方法,即通过产生的识别码进行判断交叉,并采用了双基因座变异,以满足约束条件。对改进遗传算法与普通遗传算法中处理约束问题的罚函数方法进行了分析比较和计算,结果表明:改进遗传算法的收敛速度快,优化配置的效果较好。     

基于遗传模拟退火算法的空袭兵力分配及优化

对遗传模拟退火算法中的交叉、变异操作进行了改进，并实施了最优保留策略，形成了改进遗传模拟退火算法．以突击效果最大化和兵力损失最小化为目标函数，以空袭兵力总量的限制、空袭兵器挂载类型的限制等为约束条件，建立了空袭兵力分配及优化模型．在考虑兵力分配模型特点的基础上，利用改进遗传模拟退火算法求解．通过与多目标数学规划和标准遗传算法优化进行的比较表明，该方法能够有效地解决带约束的多目标优化问题．     

改进遗传算法的结构随机控制系统优化分析

结构主动/半主动控制效果与输入动力作用的性质、主动/半主动控制算法、减振装置的设置数目和位置等因素有关。为解决随机激励作用下、结构控制系统中控制器参数优化与作动器优化配置问题,提出一种改进的遗传算法。该遗传算法采用随机竞争与最佳保留相结合的选择策略,以提高计算效率;为避免交叉和变异操作产生违反约束条件的个体,发展了改进的二进制单点交叉和改进的单基因座与双基因座变异。数值算例分析表明,提出的改进的遗传算法计算精度高,收敛速度快,是一种有效的结构控制系统一体化优化分析方法。     

遗传算法在主动构件优化配置中的应用

本文讨论采用遗传算法研究智能桁架结构主动的优化配置问题,首先基于主动构件输入矩阵的奇异值定义目标函数,为了避免因遗传算法中交叉和基本变异操作产生违 反约束条件的个体,本文提出了一种强制变异方法。并通过数据算例表明了这些方法的有效性。     

基于改进遗传算法求解钢卷包装线平衡问题

目的针对某企业钢卷包装生产线效率低的问题,采用改进遗传算法对其进行求解。方法采用自适应改变交叉概率和变异概率,当种群适应度趋于一致时,增大交叉概率和变异概率;当种群适应度相差较大时,采用较小的交叉概率和变异概率。结果优化后的包装生产线平衡率达到88.46%,改进后的包装生产线具有更好的平衡结果。结论所采用的改进遗传算法可以有效地求解单品种钢卷包装生产线平衡问题。     

改进遗传算法结合FLANN在加速度传感器动态建模中的应用

对遗传算法（CA）的交叉和变异操作进行改进，提出利用改进遗传算法（ICA）和函数连接型人工神经网络（FLANN）相结合实现加速度传感器的动态建模的新方法。该方法利用加速度传感器的动态标定数据，采用IGA和FLANN相结合搜索和优化动态模型参数。文中介绍动态建模原理以及算法，给出用IGA和FLANN相结合建立的加速度传感器动态数学模型。结果表明：上面提出的动态建模方法既保留了CA的全局搜索能力和FLANN结构简单的特点，又具有网络训练速度快、实时性好、建模精度高等优点，在动态测试领域具有重要应用价值。     

基于改进遗传算法的桥梁结构传感器优化布置

为了解决桥梁结构健康监测中的传感器优化布置问题,提出一种基于二重结构编码遗传算法的传感器优化布置方法.首先改进了编码方法,采用二重结构编码进行种群的初始化、交叉和变异,然后选择时采用最优保存策略,交叉时采用自适应部分匹配交叉,变异时采用自适应逆位变异.该法克服了传统遗传算法应用于大型结构时收敛速度慢且易陷入局部最优的缺陷,大大加快了收敛速度,并确保能够搜索到最优解.最后通过一个桥梁工程的实例分析,证明了该法在搜索能力、计算效率和可靠性方面明显优于序列法,可广泛地应用于桥梁结构的健康监测.     

基于改进遗传算法的分批调度研究

针对分批调度的批量划分和排序优化问题,提出两段染色体编码方式,分别描述工序信息和批量信息.提出舍弃比率概念来优化种群初始化过程.采用自适应交叉算子和变异算子,以双种群协同进化方式对遗传算法进行改进.以文献数据为例仿真测试了改进遗传算法的有效性,对于复杂的分批调度问题,改进遗传算法一般能够得到较为满意的解.成功应用分批调度改进遗传算法解决了某公司分批调度问题.     

带约束二进制矩阵编码染色体及遗传算子设计

提出了一类带约束的二进制矩阵型染色体的编码方法.相对于传统向量型染色体编码方法而言,该方法可以通过在矩阵中设置"禁止位"将复杂优化问题的若干约束条件在编码中体现出来.此类染色体的交叉和变异操作不能采用传统方法,否则子代染色体可能成为问题的非法解.设计了一种针对此类型染色体的巡回变换操作,基于该操作可以实现用于带约束二进制矩阵编码染色体的交叉和变异算子.仿真实例表明,此类染色体及遗传算子的设计对于遗传算法用于复杂优化问题的求解,具有一定意义.     

动力响应约束下的桁架结构拓扑优化

采用自适应遗传算法求解了以脉冲激励下的动力响应作为约束条件、以结构重量最小化为目标函数的桁架结构拓扑优化问题。其中遗传算子分别采用轮盘赌选择算子以及自适应的交叉和变异算子。定义了一些启发式准则来引导优化过程中杆件和节点的删除，另外引入了刚度矩阵的奇异性判断以防止桁架在杆件删除过程中变为机构。算例表明，用此方法可以得到桁架结构在脉冲激励下的最优拓扑形式，且能在满足动力响应约束要求的前提下极大地减轻结构重量，达到优化的目的。     

New modelling formalism for control programs of flexible manufacturing systems

Proposed in this paper is a modelling formalism, called the FMS control model, which is able to provide a detailed guideline for the implementation of the FMS control program (PLC program). Although, there are numerous simulation models for FMSs describing the system dynamics at the level of discrete event simulation, they cannot be fully utilised for the generation of a real control program involving sensors and actuators. Due to this, PLC programs for FMSs are usually done by the repetitive method of code writing, testing, and debugging until the control objectives are achieved. This is an error-prone and time-consuming task. The proposed FMS control model is described at the level of sensors and actuators. It can support the PLC program generation from the model. Since the FMS control model has been developed by expanding the DEVS formalism, it has a well-defined formalism. The proposed methodology has been implemented and test runs were made.     

运用改进的遗传算法进行框架结构损伤检测

运用一种改进的遗传算法来进行结构的损伤检测研究。该方法在传统遗传算法的变异算子里引入了一种被称为零变异率因子的参数，使得种群中时刻保持一定数量的零值元素，即相当于用结构的损伤只是发生在局部这个信息约束了传统的遗传算法，从而使得检测的结果更加准确。通过对某一框架模型试验数据的损伤检测研究，证明了该方法应用于实际工程结构的可行性，同时阐明了实际应用中的若干重要问题。     

基于遗传算法优化阻尼器空间位置的结构振动控制

通过对多层结构在二维地震动作用下的控制算法和控制机构布置准则的分析，建立了控制机构的布置优化模型，利用改进的遗传算法中二进制单点交叉，避免了用惩罚函数。以一栋带有阻尼器控制的结构为例，进行了数值计算和分析，结果与穷举法比较表明，本文优化算法是快速而有效的。     

基于样条逼近的欠驱动航天器姿态运动规划

研究带有两个动量飞轮的刚体航天器姿态控制问题。在系统角动量为零的情况下,系统的控制问题可转化为无漂移系统的非完整运动规划问题。利用最优控制方法和样条逼近技术提出求解带有2个动量飞轮航天器姿态的运动规划控制的粒子群优化算法。运动规划的最优控制是光滑的,且初值和终值均为零,可以方便地通过伺服电机实现飞轮的控制。数值仿真表明:该方法对航天器姿态运动规划控制是有效的。     

基于遗传算法的非线性迟滞系统参数识别

研究了非线性迟滞系统的参数识别问题。在识别过程中,将非线性迟滞系统的记忆复力用双折线模型来描述,并由此模型写出非线性迟滞系统的参数识别方程。利用相干函数,把关于模型参数非线性的参数识别方程转化线性参数识别前提下的非线性函数优化问题。     

Use of Low-Density Parity-Check Codes for Dominant Error Events Detection and k-Constraint Enforcement

In this paper, we propose to leverage the simple and explicit parity checks inherent in low-density parity-check (LDPC) codes to detect dominant error events without code rate penalty. This is enabled by enforcing a very weak constraint on the LDPC code parity check matrix structure. Such a constraint can be readily satisfied by most structured LDPC codes reported in the open literature, such as quasi-cyclic (QC) LDPC codes. Moreover, this zero-redundancy dominant error events detection can be extended to handle the bit errors that occur when deliberate bit-flipping is used to enforce -constraints. We have demonstrated the effectiveness of the proposed method in computer simulations.     

一种基于遗传算法的光学薄膜优化设计方法

本文依据遗传算法的基本思想,立足光学薄膜领域,介绍了采用遗传算法进行光学薄膜设计优化的一种实现方法——包括"建立种群""建立适应度函数""选择""交叉""变异"和"精英保护"等方面的详细操作步骤.基于该方法,给出了一个在400 nm～900nm光谱区间内实现4个通带的优化设计实例,其结果表明该方法在膜系设计中能够起到较...     

Mechanical design of walking machines

The performance of existing actuators, such as electric motors, is very limited, be it power-weight ratio or energy efficiency. In this paper, we discuss the method to design a practical walking machine under this severe constraint with focus on two concepts, the gravitationally decoupled actuation (GDA) and the coupled drive. The GDA decouples the driving system against the gravitational field to suppress generation of negative power and improve energy efficiency. On the other hand, the coupled drive couples the driving system to distribute the output power equally among actuators and maximize the utilization of installed actuator power. First, we depict the GDA and coupled drive in detail. Then, we present actual machines, TITAN-III and VIII, quadruped walking machines designed on the basis of the GDA, and NINJA-I and II, quadruped wall walking machines designed on the basis of the coupled drive. Finally, we discuss walking machines that travel on three-dimensional terrain (3D terrain), which includes the ground, walls and ceiling. Then, we demonstrate with computer simulation that we can selectively leverage GDA and coupled drive by walking posture control.