检索结果-内蒙古大学图书馆

排灌机械工程学报 2022年第12期40卷 1233-1240页

作者：赵钦白清俊聂坤堃王晗曾雪梅西安理工大学水利水电学院陕西西安710048

为缓解水资源供需紧张,指导区域用水管理,以社会、经济、生态综合发展为目标,供水量与需水量双向约束构建区域水资源优化配置模型.结合该模型特点,引入nsga-ⅲ算法对模型进行求解,以寻求Pareto前沿面与最优解集.同时,利用TOPSIS决策理... 详细信息

为缓解水资源供需紧张,指导区域用水管理,以社会、经济、生态综合发展为目标,供水量与需水量双向约束构建区域水资源优化配置模型.结合该模型特点,引入nsga-ⅲ算法对模型进行求解,以寻求Pareto前沿面与最优解集.同时,利用TOPSIS决策理论对众多Pareto可行解进行综合评价,选择权衡解作为最佳折中方案.将该模型应用于南阳市鸭河口灌区进行验证,对灌区来水频率P=75%时近期水平年与远期水平年进行水资源优化配置,并进行二次水资源供需平衡分析.结果表明,相对于基本方案,折中方案在近期水平年余水量增长至11497.60万m^(3),可节约水资源3272.38万m^(3);远期水平年由缺水4279.28万m^(3)变为余水3950.30万m^(3),可节约水资源8229.58万m^(3),节水效果明显,符合鸭河口灌区整体规划与用水需求.

关键词：水资源优化 nsga-ⅲ算法 TOPSIS决策 Pareto解鸭河口灌区供需平衡

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基于nsga-ⅲ算法的碳纤维复合材料螺旋铣孔切削参数多目标优化

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中国工程机械学报 2024年第2期22卷 208-213,219页

作者：王海艳付麒麟周秩同武晔东北大学机械工程与自动化学院辽宁沈阳110819

碳纤维增强复合材料(CFRP)力学性能呈各向异性,层间强度低,为改善CFRP钻孔时中出现的缺陷,螺旋铣孔技术逐渐得到应用。为找到合适的切削参数使得CFRP各项加工性能均达到最优,对CFRP螺旋铣孔切削参数多目标优化方法进行研究。通过螺旋铣... 详细信息

碳纤维增强复合材料(CFRP)力学性能呈各向异性,层间强度低,为改善CFRP钻孔时中出现的缺陷,螺旋铣孔技术逐渐得到应用。为找到合适的切削参数使得CFRP各项加工性能均达到最优,对CFRP螺旋铣孔切削参数多目标优化方法进行研究。通过螺旋铣试验,测得不同切削参数下的切削力和孔径偏差;使用非线性拟合方法分别建立以径向切削力、轴向切削力、孔径偏差、切削效率为优化目标的多目标优化模型;采用第三代非支配遗传算法(nsga-Ⅲ)进行多目标优化,获得帕累托最优解;基于主成分分析构建最优切削参数决策算法,完成切削参数解集优劣性能排序,获得满足不同加工性能的最优参数组合。结果显示:nsga-ⅲ算法与主成分分析方法的结合可使多目标优化取得良好的效果。

关键词：碳纤维增强复合材料(CFRP) 多目标优化螺旋铣孔 nsga-ⅲ算法主成分分析

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基于nsga-ⅲ算法的多目标集成工艺规划与调度问题研究

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河南理工大学学报（自然科学版） 2022年第3期41卷 128-137页

作者：张伟伟李旭光文笑雨张静史文隽张卫正郑州轻工业大学计算机与通信工程学院河南郑州450002

为了减少工业制造中的碳排放,设计以生产过程碳排放最小、最大完工时间最小和总拖期最小为目标的多目标集成工艺规划与调度问题,建立相应目标的优化模型。针对建立的优化模型,提出一种改进的nsga-ⅲ算法,使用三段式编码方式解决工艺规... 详细信息

为了减少工业制造中的碳排放,设计以生产过程碳排放最小、最大完工时间最小和总拖期最小为目标的多目标集成工艺规划与调度问题,建立相应目标的优化模型。针对建立的优化模型,提出一种改进的nsga-ⅲ算法,使用三段式编码方式解决工艺规划的柔性特征;使用变邻域搜索方法增强算法的局部搜索能力;引入Pareto解集更新策略,保存种群更新过程中的非支配解。在工艺规划阶段,以完工时间、碳排放最小为优化目标,为每个工件生成工艺路线非支配解集,并从中随机挑选非支配解输入到调度阶段;在调度阶段,对优化目标的模型进行优化,生成调度非支配解。使用测试实例对提出方法进行验证,并与现有算法对比,实验结果验证了本文算法找到的非支配解更接近真实的Pareto前沿。

关键词：集成工艺规划与调度多目标优化 nsga-ⅲ算法变邻域搜索 Pareto解集更新策略

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基于nsga-ⅲ算法的长距离调水泵站多目标优化调度研究

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水电能源科学 2024年第5期42卷 154-158页

作者：王永康吕谋李源冯鹏青岛理工大学环境与市政工程学院山东青岛266500

针对长距离调水泵站运行过程中水泵运行效率低、安全隐患较大等问题,以调水泵站运行电费最小、水泵平均效率最大、水泵流量平均偏离度最小、水泵平均启停频次最小为目标建立优化模型。以华东某沿海城市调水工程为例,采用第三代非支配排... 详细信息

针对长距离调水泵站运行过程中水泵运行效率低、安全隐患较大等问题,以调水泵站运行电费最小、水泵平均效率最大、水泵流量平均偏离度最小、水泵平均启停频次最小为目标建立优化模型。以华东某沿海城市调水工程为例,采用第三代非支配排序遗传算法(nsga-Ⅲ)求解优化模型,运用层次分析法与CRITIC法进行组合赋权,结合逼近理想解排序法(TOPSIS)进行方案优选。结果表明,相较于常规调度方案,优化调度方案中两泵站的运行电费和水泵流量平均偏离度均显著降低,水泵平均效率均显著提高,水泵平均启停频次均有所减少。表明在综合考虑泵站运行经济性的情况下,所建优化模型能够有效降低安全隐患。

关键词：长距离调水泵站 nsga-ⅲ算法多目标优化多属性决策优化调度

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基于改进nsga-ⅲ算法的电力系统高维目标潮流优化研究

基于改进NSGA-Ⅲ算法的电力系统高维目标潮流优化研究

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作者：唐清慧厦门大学

学位级别：硕士

随着人们环保意识的日益增强和对电网供电质量要求的提高,传统的仅仅考虑经济性的单目标优化显然已经不符合当代电力系统运行管理的要求。综合考虑电力系统的经济性、环保性、可靠性与稳定性等多个目标,使得发电成本尽可能的小,电网可... 详细信息

随着人们环保意识的日益增强和对电网供电质量要求的提高,传统的仅仅考虑经济性的单目标优化显然已经不符合当代电力系统运行管理的要求。综合考虑电力系统的经济性、环保性、可靠性与稳定性等多个目标,使得发电成本尽可能的小,电网可靠性、安全性和稳定性尽可能高以及线路损耗尽可能小已经成为当代电力系统研究的热点。研究电力系统多目标甚至高维目标潮流优化问题,对提高电力系统的安全性、可靠性、稳定性以及经济性具有重大的研究意义。电力系统高维目标潮流优化是典型的非线性、多约束、大规模复杂优化问题。针对这一复杂优化问题,本文做了以下研究。(1)建立了电力系统高维目标潮流优化问题的数学优化模型。针对当前多目标潮流优化问题仅考虑2-3运行目标,不能全面反映电力系统安全、经济、环保、可靠等多方面要求的现状,以发电成本最小、污染物排放量最小、系统负荷节点电压偏差最小、有功损耗最小和电压稳定性最大为目标,综合考虑等式、不等式约束的高维目标最优潮流数学模型。(2)提出一种改进的nsga-ⅲ算法求解电力系统高维目标潮流优化问题。nsga-ⅲ算法是专门为高维目标优化问题设计的求解算法,在标准约束优化问题求解上获得一些验证,但在工程实际问题特别是电力优化问题的求解效果尚未见报道。本文结合高维目标潮流优化问题复杂约束的特点,采用牛拉法处理电量平衡约束,为避免罚函数法的使用进一步引入基于约束违背量的非支配选择策略,采用模糊决策的方法获得最优折衷解。通过IEEE-30节点和IEEE-57节点测试系统不同案例评价算法的有效性和可行性,并与包括nsga-Ⅱ算法在内的其他求解方法进行比较。(3)提出基于 MPI(Message Passing Interface)框架的粗粒度并行 nsga-ⅲ算法求解电力系统多目标潮流优化问题。传统nsga-ⅲ算法寻找个体关联参考点的计算复杂度高且耗时较大这一缺点,提出利用多CPU多核心计算的优势,在MPI并行框架下实现上述nsga-ⅲ算法。通过IEEE-30节点测试系统评价算法的有效性和可行性。(4)以高维目标潮流优化的数学模型和所提出的nsga-ⅲ算法为核心,设计并开发电力系统高维目标潮流优化决策支持系统原型。

关键词：最优潮流多目标高维目标 MPI并行 nsga-ⅲ算法

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基于代理模型和nsga-ⅲ算法的高速离心泵多目标优化

基于代理模型和NSGA-Ⅲ算法的高速离心泵多目标优化

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作者：张翔西华大学

学位级别：硕士

高速离心泵广泛应用于航空航天、石油化工及冶金等领域的介质输送,随着相关领域的技术发展,要求其不断向更高转速发展,对高速离心泵水力效率、空化余量及水力稳定性等综合水力性能指标提出了更高的要求,现有的离心泵设计方法已很难满足... 详细信息

高速离心泵广泛应用于航空航天、石油化工及冶金等领域的介质输送,随着相关领域的技术发展,要求其不断向更高转速发展,对高速离心泵水力效率、空化余量及水力稳定性等综合水力性能指标提出了更高的要求,现有的离心泵设计方法已很难满足综合性能最优的高速离心泵设计的需求,如何结合高速离心泵的特点开展优化设计研究以达到综合性能最优成为新的挑战。本课题结合四川省科技厅计划项目(2022JDZH0011),以高速离心泵为研究对象,针对高速离心泵优化设计中的关键技术问题进行了研究,重点探究了以综合水力性能最优的高速离心泵叶轮多目标优化设计方法,为同类高速离心泵的优化设计及工程应用奠定技术基础,本文主要内容如下:(1)研究高速离心泵初步水力设计和建模方法及数值模拟方法。根据高速离心泵的流道特点和运行要求,研究基于速度系数设计用于后续优化的初始高速离心泵流道,并建立适合优化算法的流道几何模型,采用三维流动数值模拟方法对初始模型的高速离心泵进行数值模拟,基于数值模拟预测分析其性能,为后续优化结果评价奠定基础。(2)基于“代理模型”优化理论和方法,建立高速离心泵的优化数学模型。结合高速离心泵的特点和设计要求,探索确定约束条件和优化目标的方法;在分析高速离心泵叶轮几何参数对水力效率及空化余量的影响程度的基础上探究确定优化变量的方法。因叶轮进口直径、叶轮出口宽度和叶片出口角组成的几何参数组合对高速离心泵的空化余量和水力效率具有较大影响,确定该几何参数组合为优化变量。研究叶轮几何参数组合与性能参数间支持向量机“代理模型”建立的方法,在小样本情况下构建了较高精度的叶轮几何参数与性能参数间的代理模型。(3)采用nsga-ⅲ算法对高速离心泵的叶轮优化模型的求解。针对基于代理模型的叶轮优化模型,探究了以水力综合性能最优为目标的高速离心泵优化模型的求解方法,设计高速离心泵叶轮多目标优化的程序。通过数值仿真验证优化模型和算法的可靠性。结果表明:优化后的高速离心泵设计工况点的水力效率有所提升,水力高效区有所拓宽,叶片头部的低压区改善,证明了优化变量选取合理,优化模型和算法可行,提出的叶轮多目标优化设计方法是可靠的。(4)优化前后高速离心泵水力性能对比与评价分析。在优化前后的叶轮前置相同诱导轮,进行前置诱导轮高速离心泵的数值模拟和性能预测分析。通过叶轮优化前后综合水力性能分析,表明叶轮优化后高速离心泵的效率得到提升、空化性能得到有效改善,证明本文探索的基于“代理模型”的高速离心泵多目标优化设计方法是可行的。本课题探索了一套较为可行和可靠的高速离心泵优化方法,在设计过程中可以用于叶轮优化设计和提高高速离心泵综合性能,有利于缩短产品的开发周期,具有一定的理论指导意义和工程实用价值。

关键词：高速离心泵多目标优化设计 nsga-ⅲ算法代理模型数值模拟

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基于改进nsga-ⅲ算法的多金属露天矿配矿决策研究

基于改进NSGA-Ⅲ算法的多金属露天矿配矿决策研究

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作者：王蕊西安建筑科技大学

学位级别：硕士

矿产资源限制、生态文明建设促使传统矿业转型,大数据和人工智能的应用加速传统矿业向智能化、自动化的矿山前进,矿山企业高效利用矿产资源成为行业迫切需求。随着露天矿山矿石呈现多组分伴生的情况,多金属矿石资源的综合回收在企业产... 详细信息

矿产资源限制、生态文明建设促使传统矿业转型,大数据和人工智能的应用加速传统矿业向智能化、自动化的矿山前进,矿山企业高效利用矿产资源成为行业迫切需求。随着露天矿山矿石呈现多组分伴生的情况,多金属矿石资源的综合回收在企业产值中所占比值较大。地质条件复杂、矿石品位波动大等对资源利用率影响显著,合理配矿作为提升资源利用率的一种途径具有重要意义。当前单矿种单目标配矿研究已不能满足矿山企业需求,多金属多目标配矿模型及其求解对于配矿优化研究十分重要,尽管配矿模型的解算方法已向智能计算转化,但大多转换为单目标求解,忽略目标间的冲突性。基于此现状,旨在研究合理高效的配矿工作提升矿石综合利用率,提高企业经济效益。因此本文针对多金属露天矿的配矿问题展开下述研究:(1)针对矿山行业的发展现状,阐述了配矿研究的意义。梳理了国内外学者对配矿问题解决情况,并总结了配矿研究现状及其不足之处,指出提高矿产资源利用率是迫切需求,并对配矿原理进行了简单概述。(2)从配矿模型和求解方法两个角度对近10年的配矿研究进行分析总结。发现多目标配矿模型研究成为新趋势,以品位、矿石量等常规指标的研究居多,而氧化率、岩型等非常规指标的研究欠缺。为更符合矿山的实际生产情况,以多出矿点、多卸矿点的矿山生产场景为基础,为提升资源利用率,构建以金属品位偏差、运输功、矿石岩型配比偏差最小为目标,以氧化率、生产能力、总配矿量等为约束的多金属多目标配矿模型。(3)针对复杂的配矿模型,采用改进nsga-ⅲ算法求解,基于nsga-ⅲ算法收敛性有待提升的问题和匹配池机制不利于多约束问题求解的多样性设计了新的环境选择机制和匹配池机制。(4)将多金属多目标配矿模型和改进nsga-ⅲ算法用于河南某露天矿,结合实际的生产数据,获取到了合理的配矿方案,针对不同情况下多种配矿方案决策出最佳的配矿计划。对配矿结果的多方面分析证明多金属配矿决策的有效性。

关键词：多金属露天矿多目标配矿 nsga-ⅲ算法决策

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基于nsga-ⅲ算法的商用车驾驶室多目标优化设计

基于NSGA-Ⅲ算法的商用车驾驶室多目标优化设计

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作者：彭雪梅桂林电子科技大学

学位级别：硕士

在“双碳”战略和时代需求的背景下,汽车轻量化技术在节能减排方面显得尤为重要。驾驶室是商用车的重要组成部分,其减重对汽车结构轻量化起着关键作用。商用车结构轻量化效果较差,便会使燃油消耗增加,造成环境污染。驾驶室作为商用车轻... 详细信息

在“双碳”战略和时代需求的背景下,汽车轻量化技术在节能减排方面显得尤为重要。驾驶室是商用车的重要组成部分,其减重对汽车结构轻量化起着关键作用。商用车结构轻量化效果较差,便会使燃油消耗增加,造成环境污染。驾驶室作为商用车轻量化的重点研究对象,在驾驶室多目标优化设计过程中,传统优化算法的全局搜索能力和求解精度会随着优化目标数量的增加而降低,并且筛选轻量化设计方案时会受到人为主观意识的干扰,导致驾驶室结构优化效率低,轻量化效果不佳。因此,本文以某企业商用车驾驶室为研究对象,基于隐式参数化建模技术,采用nsga-ⅲ算法并结合熵权-改进TOPSIS法对驾驶室进行多目标优化设计。本文主要研究内容如下:(1)利用隐式参数化建模技术,建立驾驶室隐式参数化模型并生成驾驶室参数化有限元模型。通过对比驾驶室模态仿真与模态试验的分析结果,验证了该模型精度满足企业实际需求。同时对该模型进行驾驶室扭转刚度、弯曲刚度仿真分析与评价,为后续驾驶室结构优化设计奠定基础。(2)基于驾驶室参数化有限元模型,对驾驶室结构参数进行刚度、模态和质量灵敏度分析。考虑到驾驶室零部件厚度和梁截面形状参数的综合影响,结合相对灵敏度分析和结构灵敏度分析筛选关键参数,最终确定了24个厚度和6个梁截面形状变量为驾驶室多目标优化的设计变量。(3)采用最优拉丁超立方试验设计法获取样本点,构建响应面近似模型并结合模态置信因子提升该模型的拟合精度。以质量最小和刚度最大为优化目标,采用nsga-ⅲ算法进行驾驶室多目标优化设计。将反向世代距离和Pareto最优解数量作为该算法的性能评价指标,并将其作为与nsga-II算法优化结果的对比依据,说明了nsga-ⅲ算法能够获得更多符合需求的最优解。(4)利用熵权-改进TOPSIS法,计算nsga-ⅲ算法生成的所有非支配Pareto解的相对贴近度并进行排序,将其与TOPSIS法获得的决策方案作对比,确定了驾驶室轻量化最佳决策方案。最终结果表明:驾驶室质量降低24.7kg,降幅达到了8.0%,轻量化效果显著,同时在提高驾驶室模态的前提下,扭转刚度提高了5.3%,弯曲刚度提高了4.5%,其研究结果对商用车驾驶室多目标优化设计具有一定的工程应用价值。

关键词：隐式参数化多目标优化 nsga-ⅲ算法熵权-改进TOPSIS法轻量化

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基于nsga-ⅲ算法的多目标分配方法研究

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空天防御 2021年第1期4卷 109-114页

作者：刘西李贤陈伟从光涛李如飞上海机电工程研究所上海201109

传统的任务分配算法主要解决特定问题下的单目标优化问题,难以适应真实战场协同打击任务下复杂的态势。为此,考虑无人机协同打击任务中航迹长度、目标打击效果、目标价值收益、武器成本等因素构建无人机任务分配多目标优化模型,并基于... 详细信息

传统的任务分配算法主要解决特定问题下的单目标优化问题,难以适应真实战场协同打击任务下复杂的态势。为此,考虑无人机协同打击任务中航迹长度、目标打击效果、目标价值收益、武器成本等因素构建无人机任务分配多目标优化模型,并基于非支配排序遗传算法(non-dominated sorting genetic algorithm,nsga)-Ⅲ算法确定任务分配方案,对问题进行求解,从而得到帕累托最优解集。仿真结果表明本文提出的多目标任务分配模型及求解算法可为协同打击提供有效、可靠的多样化分配方案。

关键词：协同打击多无人机任务分配多目标优化 nsga-ⅲ算法

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基于nsga-ⅲ算法的配比问题研究——以制备C_(4)烯烃为例

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数学建模及其应用 2022年第4期11卷 93-100页

作者：钟毅王毅中国地质大学(武汉)数学与物理学院湖北武汉430074

许多配比问题涉及到求解给定多个冲突的目标,这些相互冲突的目标通常会产生一组Pareto最优解.采用线性规划法处理这类问题时通常是将多目标转换为单目标,再进行求解,但这一求解过程依赖权重的选取,且难以获得Pareto最优解.针对线性规划... 详细信息

许多配比问题涉及到求解给定多个冲突的目标,这些相互冲突的目标通常会产生一组Pareto最优解.采用线性规划法处理这类问题时通常是将多目标转换为单目标,再进行求解,但这一求解过程依赖权重的选取,且难以获得Pareto最优解.针对线性规划法在多目标配比求解问题中的缺陷,为给出多目标配比问题最优计算方法及配比方案,降低工业生产成本,通过多元回归理论结合优化算法,给出一种计算多目标配比问题的通用方法.首先,根据实际要求进行数据处理,剔除异常值;其次,根据多元回归理论,得出配料配比与产物的预测公式并进行精确度检验;最后,采用优化算法获得Pareto最优解.将该方法应用到C_(4)烯烃制备分析问题中,得到乙醇转换率高达82.7%,C_(4)烯烃的选择性高达50.3%.实例仿真说明该方法实用性强、运算简便,能够更快确定最优配比,对实际的生产具有一定的指导意义.

关键词：多元回归分析最优配比 nsga-ⅲ算法遗传算法

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