组合蚁群算法及其化工应用

针对连续空间优化问题,提出基于新型蚁群算法和模式搜索策略的组合蚁群优化算法。该算法将解空间的每维变量都划分成若干子域,根据每维变量各个子域中信息量占每维变量总信息量的比例来决定蚂蚁在各个子域间的转移,并在各子域中引入遗传操作实现蚂蚁品质的提升。同时,当最优解经过若干代没有改进时,对所有蚂蚁通过模式搜索策略加快收敛进程。以非线性连续优化问题为例进行仿真,结果表明:该方法比遗传算法具有更好的性能。最后,将该算法应用于反应动力学模型参数估计,取得良好的效果。     

基于优势肽和免疫记忆的混合蚁群算法

为了克服基本蚁群算法求解速度慢、易于出现早熟和停滞现象的缺陷,借鉴免疫算法中的免疫记忆和优势肽选择继承的思想,提出了基于优势肽和免疫记忆的混合蚁群算法（SPIM-ACA）。该算法在原有蚁群模型基础上增加内部记忆库,将记忆库中的解对应免疫抗体,将问题对应为抗原,运用免疫算子和优势肽选择算法进行新解的构造和记忆库的更新。将该算法从解的质量和多样性方面与传统蚁群算法、免疫算法及已有的改进算法进行了比较,结果表明：本文提出的算法不但明显提高了两个传统算法的性能,而且为解决其他组合优化问题提供了一个新的思路。     

分段式微粒群优化算法

提出一种分段式微粒群优化算法。该算法将所要搜索的区域分成若干段,首先在每一区段内搜索出区段的最优位置,然后将各区段的最优位置组成一微粒群,继续搜索全局最优位置。通过对5个常用标准测试函数进行优化计算,仿真结果表明:分段式微粒群优化算法能有效地搜索到全局最优解,具有比基本微粒群优化算法更快的搜索速度和更好的优化性能。     

改进的混沌粒子群优化算法

针对传统的简单粒子群算法(SPSO)早熟、易陷入局部最优的缺陷,提出了一种改进的混沌粒子群优化算法(CPSO)。该算法根据混沌算法遍历性的特点,选择合适的混沌映射提取SPSO初始种群,使粒子均匀分布在解空间。当SPSO陷入早熟时,CPSO在最优解周围的区域内进行混沌搜索,取代原来种群中的部分粒子,带领种群跳出局部最优。对7个标准测试函数的寻优测试表明：CPSO算法在寻优精度、速度、稳定性等方面均优于SPSO。     

改进的AEA算法及其在参数估计中的应用

群搜索算法(Group Search Optimizer,GSO)是一种新的群智能优化算法,适宜于解决多极值高维度优化问题,但其在优化的后期由于种群多样性不够,容易陷入局部最优。对GSO算法进行了改进,将文化算法的模型运用到GSO算法中,并引入群体适应度方差的概念来判断是否进行影响函数操作以提高收敛效率。将该算法与遗传算法(GA)、粒子群算法(PSO)和基本的GSO算法进行优化测试函数的对比实验,并将其运用于丁烷化工业过程中效益最大化问题的研究,所得结果均验证了改进算法的有效性。     

基于改进蚁群算法的多目标Job-shop动态调度

实际作业车间调度中多目标的动态优化更符合生产的需求。利用多目标优化问题的Pareto解集思想构建最大完工时间最小以及总拖期时间最小的数学模型,以事件驱动作为动态调度策略实现作业车间的动态调度。采用多目标蚁群算法优化启发式算法,并对算法的转移概率及全局信息素更新进行改进,加快算法的搜索收敛速度同时避免陷入局部最优。仿真实验证明,改进后的算法能实现Pareto前沿较好的均匀性与分布性,对双目标调度以及单个目标独自调度时的甘特图对比,表明双目标优化算法能更好地平衡各个目标的解。最后对急件插入以及机器故障两种动态事件进行仿真,验证了改进蚁群算法在实际动态调度中有较好的实现。     

双焊接机器人避障路径规划

针对白车身双机器人同步焊接路径规划问题,采用栅格法建立双机器人同步焊接模型。首先通过改进蚁群算法和粒子群算法实现焊接机器人与工件之间的避障;其次通过C空间法实现两个焊接机器人无碰撞,求解出局部和全局最优焊接路径较好的近似解,并与标准蚁群和粒子群算法进行仿真对比实验。仿真结果表明,采用改进蚁群算法和带有交叉因子的粒子群算法,收敛速度较快,较其他算法更能缩短焊接工时。仿真结果验证了笛卡尔空间和C空间结合路径规划方法的可行性,对于双焊接机器人的路径规划具有指导意义。     

基于灾变型文化算法的不确定条件下中间存储时间有限Flow Shop调度

针对某些不稳定的中间产品,考虑其在中间储罐存储时间有限的调度问题。用粗糙变量表示不确定的加工时间,在粗糙规划 理论的基础上建立相应的粗糙调度模型,并将其清晰等价化。设计了具有针对性的信仰空间及其与种群空间进行沟通的渠道,并在 此基础上仿照自然界的演化规则为解决进化停滞的问题引入了灾变算子,提出了一种新的灾变型文化算法。仿真结果表明了本文所 提出模型和算法的可行性及有效性。与改进遗传算法和无灾变算子的文化算法的对比研究表明了灾变型文化算法具有更好的求解性 能。     

基于概率裁剪的球形译码算法

在适当的裁剪函数下,基于概率裁剪的球形译码(SPSD)算法能有效逼近最大似然检测(ML)算法性能,但其复杂度在低信噪比下较高。本文重点对SPSD算法的复杂度进行优化,并提出改进算法。改进算法利用迫零检测(ZF)解计算出初始半径,能有效降低球形译码的搜索范围,并优化裁剪函数,在几乎不损失性能的前提下,有效降低算法复杂度。仿真结果表明,在多输入多输出(MIMO)系统中,改进算法能够逼近SPSD算法的性能,并有效减少算法复杂度,能很好地达到检测算法性能和复杂度之间的折中。     

两群替代微粒群优化算法及其应用

提出一种两群替代微粒群优化算法（TSSPSO），并对算法参数进行分析和对算法方程进行修正。该方法将微粒分成飞行方向不同的两分群，其中一分群微粒朝着最优微粒飞行，另一分群微粒朝着相反方向飞行；飞行时，每一微粒不仅受到微粒本身飞行经验和本分群最优微粒的影响，还受到全群最优微粒的影响。搜索时，每一次迭代均以一定的替代率用一分群中若干优势微粒取代另一分群中相同数目的劣势微粒。对4种常用函数的优化问题进行测试并进行比较，结果表明：两群替代微粒群优化算法比基本微粒群优化算法更容易找到全局最优解，优化效率和优化性能明显提高。将两群替代微粒群优化算法用于常压塔汽油干点软测量，建立基于两群替代微粒群优化算法的汽油干点神经网络软测量模型，通过与实际工业数据的比较，表明基于两群替代微粒群神经网络的软测量模型精度高、性能好。     

移动机器人路径规划的一种改进蚁群算法

提出了一种复杂静态环境下的移动机器人避碰路径规划的改进蚁群算法。基于栅格法的工作空间模型,模拟蚂蚁觅食行为,并针对移动机器人的路径规划的需要,将一些特殊功能赋予常规的蚁群算法。为了避免移动机器人的路径死锁,在路径搜索过程中,当蚂蚁探索到一个死角时,建立了相应的死角表,同时用惩罚函数来更新轨迹强度。仿真研究表明:该算法能明显改善路径规划性能,并且算法简单有效。     

基于变精度粗糙-模糊集模型的诊断知识获取

提出一种基于变精度粗糙-模糊集模型的诊断知识获取算法,利用相似性聚类方法自动获取模糊隶属函数,将连续属性表示成模糊值,通过定义模糊相似关系和模糊相似类给出了变精度粗糙-模糊模型的近似表示,并引入蚁群算法求取模糊相似关系下的属性约简,进行诊断知识的获取。将其应用于精对苯二甲酸生产过程尾氧浓度故障诊断知识获取中,结果表明:该算法可以从故障数据中提取更客观有效的诊断规则,在实际故障诊断中具有很好的应用价值。     

一种改进的细菌觅食优化算法

针对细菌觅食优化算法存在收敛速度慢、寻优精度低、易陷入局部最优等缺点,提出了一种改进的细菌觅食优化算法。改进原有固定步长的游动方式,引入自适应步长调整策略,提出了基于非线性递减的余弦自适应步长;改进细菌位置的更新方式,借鉴人工蜂群的方法,采用混合的更新方式;改进优胜劣汰的选择标准,保留最优个体,对复制后的父代个体引入杂交算子;改进迁徙方式,提出种群进化因子,防止进化停滞不前。将本文算法用于经典函数以及PID参数整定测试,仿真实验结果验证了该算法的有效性。     

改进的混沌蜂群算法在流水线调度中的应用

针对批量流水线调度问题,提出了一种改进的人工蜂群算法优化最大完成时间。该算法用NEH方法产生初始解,利用混沌的遍历性生成新的邻域解。为了跳出局部最优,使用最优解插入扰动替换一些连续若干步不能改进的解以提高算法的全局搜索能力,仿真实验结果验证了算法的可行性。     

基于蚁群算法的故障识别

提出了一种新的基于蚁群算法的故障诊断知识获取算法。该算法将故障诊断中故障的识别分类问题转化为求解带约束的最优化聚类问题，并应用改进的蚁群算法，基于群体的协作与学习求解这一聚类问题。将该方法应用于一化学反应器的故障诊断过程，结果表明该算法具有实现简单、收敛速度快、本质分布式并行性、鲁棒性强以及故障识别结果可靠等优点。     

改进型蚁群算法在Job Shop问题中的应用

应用改进型蚁群算法解决车间作业调度问题。在原有标准蚁群算法的基础上采用了新的状态转移规则,讨论了各种不同的轨迹更新规则对仿真结果的影响,并通过统计数据验证了改进型蚁群算法优于标准的蚁群优化算法。由于算法中的参数对算法的求解效率和求解结果都有一定的影响,所以对此也进行了初步的研究,得到了运行较好的参数取值范围。