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文化智能优化算法与其在约束优化理由中应用

收藏本文 2024-02-26 点赞:5928 浏览:17137 作者:网友投稿原创标记本站原创

摘要:文化算法是一种受社会进化启发而的双层进化模型,下层种群空间有机任一智能优化算法,上层信念空间种群空间的进化信息或经验来指导种群空间的进化,从而提高算法优化性能。将和声搜索算法和粒子群优化算法分别纳入到文化算法的框架,了一种文化和声搜索算法和一种改进的文化粒子群优化算法,两种算法均能地求解约束优化问题;以炼油厂实际生产为背景,将改进的文化粒子群优化算法应用于调合组分不确定的多组分石脑油调合优化问题中,仿真结果验证了模型和算法的性。主要工作如下:(1)概述了粒子群优化算法与和声搜索算法的起源、发展历程、特点及应用,介绍了优于传统智能优化算法的文化算法,包括其来源、计算框架、特点和应用领域,并详述了如何设计和实现文化算法。从工业应用角度出发,对油品调合问题和石脑油的国内外研究现状了综述。(2)了一种文化和声搜索算法。该算法以文化算法的双层进化结构为框架,将和声搜索算法纳入到文化算法的下层种群空间中;上层信念空间从种群空间的和声记忆库提取优秀和声隐含的进化知识,对种群空间的较差和声微调,指导种群空间更好地进化,增加了和声记忆库的多样性,提高了和声搜索算法的全局寻优能力。对多个典型约束函数的仿真结果了该算法具有良好的优化性能。(3)了一种改进的文化粒子群优化算法。该算法仍以文化算法的双层进化结构为框架,下层种群空间的进化粒子群优化算法;上层信念空间将种群空间的最优粒子作为信念空间的精英种群,更新知识库并继续新的粒子群优化操作,信念空间精英种群产生的优秀粒子再次更新知识库,这样既能保证种群多样性,也能加快知识的更新速度,从而更地指导种群空间的进化。对多个典型约束函数了仿真,仿真结果该算法上提高了文化粒子群优化算法的全局搜索能力和收敛速度。(4)某炼油厂调合组分不确定的石脑油实际生产调合问题,建立一种基于组合数学的石脑油调合约束优化模型,(3)中改进的文化粒子群优化算法求解,在调合后石脑油的质量属性约束及质量属性约束的前提下,仿真了生产的5种最优配方,仿真结果验证了算法和模型的性。关键词:文化和声搜索算法论文文化粒子群优化算法论文约束优化论文石脑油调合论文

    摘要5-6

    Abstract6-11

    第1章 绪论11-24

    1.1 课题研究的背景和11-12

    1.2 智能优化算法的起源、发展及应用12-15

    1.2.1 粒子群优化算法14

    1.2.2 和声搜索算法14-15

    1.3 文化算法的发展历程15-20

    1.3.1 智能优化算法的局限性15-16

    1.3.2 文化的演化16

    1.3.3 文化加速进化16-17

    1.3.4 文化算法的研究现状17-20

    1.4 油品调合优化问题20-22

    1.4.1 油品调合的与作用20

    1.4.2 油品调合技术的发展与研究现状20-21

    1.4.3 石脑油调合技术的研究现状21-22

    1.5 内容及安排22-24

    第2章 文化算法24-38

    2.1 引言24

    2.2 文化算法的计算框架24-25

    2.3 文化算法的理论介绍25-35

    2.3.1 种群空间的进化25-26

    2.3.2 信念空间的知识结构及其更新规则26-31

    2.3.3 接受函数31-32

    2.3.4 影响函数32-35

    2.4 文化算法的实现35-36

    2.5 文化算法的特点及应用36-37

    2.6 小结37-38

    第3章 基于文化和声搜索算法的约束优化问题研究38-51

    3.1 引言38

    3.2 约束优化问题38-39

    3.2.1 问题描述38-39

    3.2.2 约束处理方法39

    3.3 和声搜索算法(HS)39-42

    3.3.1 HS算法原理39-40

    3.3.2 HS算法实现流程40-42

    3.4 文化和声搜索算法(HSCA)42-46

    3.4.1 HSCA算法思想43

    3.4.2 HSCA算法设计43-45

    3.4.3 HSCA算法实现流程45-46

    3.5 基于HSCA算法的约束优化问题的仿真试验及结果分析46-49

    3.5.1 性能指标46-47

    3.5.2 参数设置47

    3.5.3 仿真结果与分析47-49

    3.6 小结49-51

    第4章 基于改进的文化粒子群优化算法的约束优化问题研究51-66

    4.1 引言51-52

    4.2 粒子群优化算法(PSO)52-54

    4.2.1 PSO算法思想52-53

    4.2.2 PSO算法流程53-54

    4.3 文化粒子群优化算法(PSOCA)54-55

    4.3.1 PSOCA算法思想54

    4.3.2 PSOCA算法实现流程54-55

    4.4 改进的文化粒子群优化算法(IPSOCA)55-60

    4.4.1 种群空间的进化56-57

    4.4.2 信念空间的结构57

    4.4.3 接受函数57

    4.4.4 信念空间的更新57-59

    4.4.5 影响函数59

    4.4.6 算法实现流程59-60

    4.5 IPSOCA算法在约束优化问题中的仿真试验及结果分析60-65

    4.5.1 参数设置60

    4.5.2 仿真结果与分析60-65

    4.6 小结65-66

    第5章 IPSOCA算法在组分不确定的石脑油调合优化问题中的应用66-75

    5.1 引言66

    5.2 炼油厂工艺流程简介66-68

    5.3 石脑油调合优化问题的工业背景68-71

    5.3.1 油品调合生产工艺69

    5.3.2 石脑油调合优化问题的技术背景69-71

    5.4 IPSOCA求解组分不确定的石脑油调合优化问题71-72

    5.4.1 问题描述与分析71

    5.4.2 石脑油调合优化模型的建立71-72

    5.5 仿真优化求解与分析72-74

    5.6 小结74-75

    第6章 总结与展望75-77

    6.1 工作总结75-76

    6.2 展望76-77

    附录: 测试函数77-79

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