多岛遗传算法

摘要： 为优化具有椭圆弧凹槽的航空钛合金梁式管接头,基于ABAQUS软件建立了梁式管接头弹塑性接触有限元模型,得到了阴、阳接头两道密封处的接触应力分布与接触带宽.综合考虑梁式管接头宏观几何结构与接触面微观形貌,以S指数为密封性能评价指标,利用Isight软件和多岛遗传算法得到了密封性能最优的阴接头几何构型.对最优结构的有限元数值模拟表明,优化结构的S指数比原型和数据库最大值结构分别提高102.2％和53.1％,其最大接触应力与接触带宽明显增大,优化结构的密封性能显著提高.最优结构的S指数与优化方法的预测值吻合良好,从而验证了优化方法的有效性和结构优化设计的准确性.采用的S指数密封评价准则相比于传统单纯以接触应力或接触带宽评价密封性能的方法更全面考虑了密封结构的宏观与微观特征,为梁式管接头密封结构优化设计提供了可量化的密封性能目标函数.应用Isight软件与多岛遗传算法可提高计算效率与优化精度.

摘要： 大型化后的漂浮式风力机非线性运动特征显著增强,为此以DTU 10 MW风力机为研究对象,建立NAUTILUS半潜式平台漂浮式风力机模型,在机舱内部配置调谐质量阻尼器(TMD),通过多岛遗传算法优化TMD参数,研究无TMD控制、TMD控制(未优化)及优化TMD控制下漂浮式风力机运动响应特性,并基于混沌理论,采用相空间重构和最大Lyapunov指数法从定性和定量角度分析漂浮式风力机运动响应非线性特征。结果表明:TMD控制和优化TMD控制下,漂浮式风力机塔顶前后位移响应明显减小,但侧向位移响应作用较小;塔架前后加速度响应峰值在塔架高度为30 m~90 m范围内显著减小,而侧向加速度响应峰值则在塔架高度为10 m~30 m范围内有所减小。较之无TMD控制,优化TMD控制下,漂浮式风力机运动响应混沌特征减弱,最大Lyapunov指数均减小,表明优化TMD可减小其运动响应非线性特征。

摘要： 针对从汽轮机轴承的非线性、非平稳振动信号中提取故障特征困难而导致诊断识别率低的问题,提出一种基于MIGA-VMD和排列熵、t-SNE的特征提取方法。变分模态分解(VMD)在轴承故障诊断中的分解效果很大程度上取决于分解个数和惩罚参数的选取。为实现VMD相关参数的最优选择,采用多岛遗传算法(MIGA)对VMD参数进行优化。利用参数优化的VMD将轴承原始振动信号分解为若干本征模态分量,计算与原始信号相关性较高的部分模态分量的排列熵构成故障特征,利用t-SNE方法进行降维得到低维特征向量并将其作为支持向量机分类器的输入,实现故障类型的诊断。将该方法应用到轴承故障诊断中并与EMD+排列熵+t-SNE、EEMD+排列熵+t-SNE、LMD+排列熵+t-SNE、传统VMD+排列熵+t-SNE四种特征提取方法进行对比。实验结果表明:该方法能更准确地提取轴承的故障特征,有效实现轴承的故障诊断。

摘要： 氢燃料电池汽车的能量管理策略已成为确保满足整车动态响应要求、提升整车经济性的一项重要技术。在汽车实际运行中,不利的工作条件会使氢燃料电池的循环寿命急剧减少。针对影响氢燃料电池使用寿命的启停、怠速、大幅度变载和过载4种不利工作条件,依据汽车运行的速度和加速度将中国乘用车典型工况分为6种驾驶模式,在不同驾驶模式下对模糊控制输出的氢燃料电池需求功率进行限制;并通过多岛遗传算法对基于经验制定的驾驶模式划分标准进行优化,以达到降低氢气消耗的目的。在Cruise平台将基于模糊控制和基于驾驶模式划分的能量管理策略进行对比,验证了基于驾驶模式划分的能量管理策略可以有效减少氢燃料电池运行于不利工作条件的时间;在Isight平台使用多岛遗传算法对基于驾驶模式划分的能量管理策略进行优化,降低了氢气的消耗量。

摘要： 在对环形薄壁铝合金零件进行铣削加工过程时,薄壁铝合金零件局部区域存在变形量大的问题,为此,提出了一种采用多岛遗传算法对薄壁零件铣削参数进行优化的方法。采用有限元分析软件,对该区域进行了三维铣削仿真,获取了铣削力参数;基于Isight平台,以铣削力为优化目标,以主轴转速、径向切深、轴向切深3个铣削参数作为优化变量,采用最优拉丁超立方试验方法设计了样本点;采用响应面近似模型方法拟合了近似模型,通过多岛遗传算法对近似模型进行了优化。研究结果表明:采用响应面近似模型能够准确地拟合出铣削参数与铣削力之间的函数关系,结合多岛遗传算法优化,可使加工过程中的铣削力降低38.2%,可有效减小薄壁件半精加工阶段的铣削力,明显减小环形薄壁铝合金零件的变形量;该结果验证了采用多岛遗传算法对铣削参数进行优化的可行性。

摘要： 针对某四缸柴油甲醇双燃料发动机进气均匀性较差的问题,采用GT-power软件构建了柴油甲醇双燃料发动机仿真模型,分析进气总管、进气歧管的结构参数以及进气正时对进气均匀性的影响程度。以进气总管直径、进气歧管长度、2、3缸的进气歧管直径以及进气正时为优化变量,以降低进气不均匀度为设计目标建立响应面模型,并结合多岛遗传算法进行优化。优化结果表明:减小进气总管直径和进气歧管长度以及进气正时,增加2、3缸的进气歧管直径几何参数,改善了进气歧管内空气和甲醇的流动质量,使发动机的进气不均匀度由原机的10.35%降低到2.19%。

摘要： 立式离心泵是大型灌溉和长距离调水工程的核心动力装备,单机配套功率能够达到40 MW级。为了降低立式离心泵的运行能耗,以效率指标为优化目标,基于BP(反向传播)神经网络模型与多岛遗传算法对其多个过流部件进行优化设计。考虑到各过流部件的匹配性,采用Plackett-Burman试验设计从导叶与蜗壳的10个设计参数中筛选出优化设计变量。运用最优拉丁超立方采样方法设计了106组方案,并搭建了立式离心泵自动数值模拟优化平台。基于BP神经网络模型构建了优化设计变量和优化目标之间的高精度非线性关系,最终通过多岛遗传算法得到导叶与蜗壳的最优参数组合。研究结果表明,运用SST k-ω湍流模型能够准确地预测立式离心泵的性能参数;BP神经网络是映射泵设计参数和性能参数间内在联系的有效方法;优化后模型设计工况下效率达到90.21%,较原始模型提高了3.61个百分点;优化后的导叶与蜗壳对立式离心泵设计工况和小流量工况下的性能影响更为显著;优化后导叶与其他过流部件匹配性提高,导叶与蜗壳内部流动特性得到明显改善。

摘要： 为降低空船质量,提高经济性,针对某船舱口盖结构减重进行研究。采用拉丁方试验法建立样本空间,根据样本参数进行有限元模型求解。采用响应面模型法建立舱口盖结构设计近似模型,以规范中对应力和变形的要求作为设计约束条件,基于多岛遗传算法对某船舱口盖结构进行优化设计。结果表明,优化解收敛性好,可满足规范要求。

摘要： 液压锥阀在气液两相流状态下工作时会产生剧烈的噪声,严重影响锥阀的工作性能及其工作环境,针对这一问题,提出了一种基于径向基函数(RBF)神经网络和多岛遗传算法(MIGA)的方法,对液压锥阀的结构参数进行了优化。首先,采用有限元软件分析了影响锥阀流场及声场的结构参数;然后,以阀芯半锥角角度、喉部长度和阀芯入口角度这3个参数为优化变量,以加权平均噪声最小和加权最大噪声最小为优化目标,通过最优拉丁超立方设计方法确定了样本数据;最后,采用了RBF神经网络方法,建立了锥阀结构参数与噪声关系的近似模型,利用多岛遗传算法对近似模型进行了优化;根据得到的最优参数建立了锥阀优化模型,并进行了声学特性分析。研究结果表明:与原模型相比,优化模型的平均噪声降低23.846 dB,最大噪声降低5.092 dB;该结果验证了基于RBF神经网络和MIGA优化方法的有效性,可为液压锥阀的进一步降噪研究提供理论支持。

摘要： 由于电梯普通导轨支架无法对因导轨受力引起的水平振动进行有效衰减,当振动传递至轿厢时,会对其整体性能产生一定影响.因此,首先考虑导轨、滚动导靴、轿厢架、轿厢间的作用力关系,建立了电梯水平振动系统耦合动力学模型,分析了系统的耦合水平振动.随后参考橡胶减振器提出了一种新型导轨减振支架,通过建立的电梯虚拟样机模型对其橡胶板选材和减振效果进行了对比和分析.并采用多岛遗传算法对该导轨减振支架橡胶板的阻尼和刚度参数进行了优化,结果表明:与优化前相比,电梯轿厢的水平振动加速度A95值降低了9.14%.最后基于相似理论搭建了电梯的实验系统,验证了该导轨减振支架和优化结果的合理性.

摘要： 采用有限元法,对排气系统模型进行自由模态分析.采用平均驱动自由度位移法,确立潜在悬挂点位置.应用静力学方法对排气系统吊耳耐久性进行初步评估.对排气系统进行频响分析,提取橡胶吊耳约束处动态反力,结果表明动态反力峰值过大.为减小排气系统传递至车身载荷,以波纹管刚度、橡胶吊耳垂向刚度为设计变量,建立考虑橡胶吊耳耐久性与排气吊耳动态反力的目标函数.首先利用灵敏度分析,对设计变量进行灵敏度筛选.最后采用多岛遗传算法进行优化.结果表明,通过优化处理既初步保证了吊耳耐久性,而且排气系统传递至车身动态载荷获得较显著改善.

摘要： 为了探索智能优化方法在汽车空气动力学领域的工程实用性,本文基于Ahmed模型展开研究.研究选取两种优化方法分别为:多岛遗传算法(MIGA)直接优化;先经过试验设计(DOE),选择径向基神经网络(RBF)搭建近似模型后使用多岛遗传算法优化.本研究基于Isight软件搭建优化平台,RBF+MIGA优化与直接应用MIGA优化相比,可以在得到相同优化结果情况下大规模节约计算成本,提高效率.

摘要： 乘波构型以其高升阻比成为高超声速飞行器气动设计的重要的参考构型。对锥导乘波构型上表面底部基线进行参数化，并采用CATIA二次开发技术编写了参数化的锥导乘波外形自动生成程序。通过试验设计方法选取样本点进行CFD计算并以此构建Kriging模型，采用多岛遗传算法在容积率的约束下以升阻比为优化目标基于替代模型对外形进行优化设计，得到容积率大于0.45，升阻比接近6.8的锥导乘波构型。对优化构型进行CFD计算分析，优化外形升阻比较高，并在一定攻角范围内有着良好的气动性能。研究结果可为高超声速飞行器前体外形设计提供参考，文中采用的优化方法可用于工程实际中的高超声速飞行器三维气动布局优化设计。

摘要： 基于SAE J1980-2008和FMVSS 208法规，利用MADYM07.1建立了两种典型的儿童离位乘员约束系统多刚体-有限元混合模型，通过动态仿真试验与静态气囊起爆试验进行对比验证了模型的精确性。选取了对儿童离位乘员影响较大的气囊参数及其取值范围，并确定了CIC目标函数;通过拉丁超立方选取样本点，选用克里金建立代理模型，多岛遗传算法进行参数优化，并对优化结果进行仿真分析。结果表明确立的优化方法能对6岁儿童在这两种离位状态下提供有效的保护。

摘要： 为了提高大展弦比复合材料机翼的气动性能和降低重量，将机翼的升阻比和重量作为目标函数，上下蒙皮和前后梁腹板各个铺层角的厚度作为设计变量，在满足静强度和稳定性等约束条件下，对大展弦比复合材料机翼进行气动/结构优化设计。经过多岛遗传算法和序列二次规划算法的迭代计算，最终得到最优解。与优化前相比，机翼的升阻比提高了34.8％，重量下降了34.4％，且约束条件更加接近临界值，表明材料得到更充分地利用。

摘要： 基于多学科优化理论，提出了复合材料风力机叶片气动／结构一体化优化设计方法。采用多岛遗传算法，以叶片的气动和结构性能为约束、质量为目标，对复合材料风力机叶片进行优化设计。气动性能分析采用叶素动量理论，考虑叶尖损失和轮毂损失。结构分析采用有限元方法对风机叶片三维参数化CAD模型进行计算。算例结果表明本文的方法是有效的。

摘要： 本发明公开了一种遗传算法与聚类算法复合嵌套的异常声音检测算法，包括基因算法、增强的增量主因素分析法与基于密度的空间聚类计算方法，具体步骤如下：S1、先采用增强的增量主因素分析法来减少从音频文件转换为数字的数据集的维度，获得降维数据集；S2、使用从增强的增量主因素分析法中得到的降维数据集，并应用基于密度的空间聚类计算方法进行有效的聚类；S3、通过基因算法对聚类后的数据集进行计算训练，从而获得最优的参数配置；能够有效的平衡样本数据，从而增加了监督学习的普适性，降低噪音干扰，继而增加整体运算性，在本地建立输运运算模型，能以较少的运算成本，减少人工调参的复杂和依赖性，增强算法对环境变化的自适配能力。

摘要： 基于蚁群算法和改进型遗传算法的仓储物流AGV路径规划算法，它涉及蚁群算法、遗传算法，解决了传统方法计算耗时、易早熟收敛、易陷入局部最优的缺陷。本发明的步骤为：一、对场地建立网格化划分与编码；二、用基于障碍物信息的改进蚁群算法生成用于遗传进化的初始AGV路径；三、用基于三阶段遗传算法迭代选择AGV最优路径；四、对具有重合点的不同AGV路径进行末端交叉；五、对AGV路径进行有利变异；六、重新计算AGV路径适应度，判定迭代是否终止，对终止后的AGV路径进行轨迹圆滑处理。本发明的基本思想是将改进的蚁群算法和改进的遗传算法相结合，加快迭代收敛速度，得到运行效率更高的AGV路径，工程适用性强。

摘要： 本发明公开了一种结合相似度算法和遗传算法求取包裹最优组合算法，包括以下算法步骤：步骤一：根据库存预占后的包裹属性，对包裹进行划分，步骤二：对当前是否为紧急时刻进行检测；步骤三：利用包裹中商品的位置得到包裹之间的相似度；步骤四：利用包裹之间的相似度，对包裹进行组合；步骤五：利用遗传算法对所有完成的波次组合进行全局调优。本发明结合相似度算法和遗传算法求取包裹最优组合算法，通过可以得到局部最优解的相似度算法以及全局最优解的遗传算法来得到最终的解，大大弥补了两种独立算法各自的不足，相似度算法得到的局部最优解作为遗传算法的初始父本，提升了遗传算法的效率，从而使订单拣选效率和精准度都大大提高。

摘要： 本发明涉及一种遗传算法与差分进化算法串行融合的进化算法，该算法包括如下步骤：S1，随机生成初始种群；S2，利用适应度函数对初始种群中的个体进行适应度的计算；S3，实施进化计算步骤，设置适应度函数值的最小阈值为进化计算的终止条件；S4，对种群中不满足终止条件的全部个体进行遗传操作，产生子代种群1；S5，对子代种群1进行差分进化操作，产生子代种群2；S6，将子代种群2继续返回步骤S2循环操作，直到达到进化计算的终止条件，输出具有最优适应度的个体。通过本发明解决了遗传算法容易过早收敛、差分进化算法计算效率较低的问题点，提高进化算法的优化效率和优化效果。

摘要： 本发明涉及一种遗传算法与粒子群算法并行融合的进化算法，该算法包括如下步骤：S1，随机生成初始种群；S2，利用适应度函数对初始种群进行适应度的计算；S3，实施进化计算步骤，设置适应度函数值的最小阈值为进化计算的终止条件；S4，进行遗传操作，产生子代种群1，同时进行粒子群进化操作，产生子代种群2；S5，将子代种群1和子代种群2合并，并按照适应度排序，取适应度高的个体组合为子代种群3；S6，将子代种群3继续返回步骤S2循环操作，直到达到进化计算的终止条件，输出具有最优适应度的个体。通过本发明解决了遗传算法后期效率低下、粒子群算法容易陷入局部最优解的问题，提高进化算法的优化效率和优化效果。

摘要： 本发明公开了一种基于改进后遗传算法的小生境遗传分析采集装置，主要包括主体机，所述主体机的外部由触摸显示屏、电源按钮、扬声器、充电口和USB接口组成，所述主体机的内部由PLC控制模块、数据储存模块、4G/5G通信模块、WIFI连接模块和蓄电池组成，本发明通过在PLC控制模块中寄存改进的自适应遗传算法，能够更快最优的获得小生境中种群的遗传分析数据，改进的自适应遗传算法（IAGA）相比传统的自适应遗传算法（AGA）有效避免了易收敛和“早熟”现象的出现，改进了自适应交叉概率和变异概率，提高了算法的收敛速度，避免了局部最优的情况，并通过仿真实验对比，验证了在不同结构层次的碟形网络中，IAGA较AGA更能有效地优化网络编码节点和编码边。

摘要： 本发明涉及一种基于遗传算法的地面搜索分队布势算法，首先通过搜索区域建模和搜索分队建模来建立分队的布势模型，以分队抵达航天器时间最短为目标，以分队初始部署位置位于安全区域内网格为约束条件，将分队的布势问题转化为数学最优化问题，最后使用遗传算法和多分辨率方法求解得到布势方案。本发明为地面搜索分队的布势问题提供了数学理论基础，通过使用遗传算法解决了布势方案计算的问题，并通过多分辨率网格技术提高求解效率，有利于保证分队安全性，提升分队搜索效率，缩短完成任务所需时间。

摘要： 本发明公开了基于A*算法和遗传算法的舰载机调度优化方法及系统，通过采集甲板与机库的原始数据，并进行预处理，结合A*算法对预处理后的原始数据搜索舰载机调度路径，构建调度路径集合，并利用遗传算法对调度路径集合进行筛选，得到舰载机调度最优方案；本发明利用A*算法和遗传算法实现在航空母舰上为舰载机搜索路径并规划调度方案，提高了路径搜索精度，并简化方案筛选的速度，解决了航母空间上的舰载机调度难题，并利用延时启动策略，解决处于行进状态下舰载机发生碰撞，保证了出动方案的安全性与可行性。

摘要： 本发明提供了一种基于多岛遗传算法的一体式铝合金精密铸造发动机罩结构优化方法，属于汽车引擎盖技术领域，包括：最优拉丁超立方提取样本点进行RBF神经网络模型的构建；运用多岛遗传算法对约束一阶模态和质量进行确定性优化；对确定性优化的结果进行基于6Sigma可靠性分析和优化。本发明仅针对一体式铝合金精密铸造发动机罩形貌尺寸的多目标优化设计，有效提高了约束一阶模态以及抗凹性工况、局部受压工况、正向弯曲工况、侧向弯曲工况、扭转工况时的刚度性能，并实现了发动机罩的轻量化。

摘要： 本发明公开了一种基于多岛遗传算法的发动机燃烧降噪参数优化方法，包括以下步骤：S1.确定优化目标和优化设计参数，以确定的优化目标为发动机的燃烧噪声，主喷提前角、预喷间隔、预喷油量为设计优化参数，建立如下优化模型：MIN F(Xi)＝f(θ,t,τ)式0；式0中：F(Xi)为发动机燃烧噪声目标函数；θ为主喷提前角，且θ的单位为°；t为预喷间隔，且t的单位为us；τ为预喷油量，且τ的单位为mg。本发明中，结合RBF神经网络和多岛遗传算法，对发动机的燃烧噪声进行优化并给出优化参数的最优值，大幅度的缩短了优化时间，提高了优化效果。