【摘 要】
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随着现代科技的持续发展,生产技术要求也在随之不断地提高,市场竞争也愈加激烈,降低生产成本,提高产出效率,是提高市场竞争力的关键,这就要求在生产设计各个环节进行优化。单一群智能算法因自身特点,存在寻优缺陷和应用局限性,而混合群智能算法能够弥补这一缺点,提高算法的适用度。因此,本文围绕微粒群算法、鲸鱼优化算法、混合群智能算法及其应用展开研究。首先,针对标准微粒群算法存在后期搜索空间不足、易陷入局部最优
【基金项目】
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国家自然科学基金(一种新型动态故障树分析法及基于此的液压系统可靠性分析与分配优化,编号:51975508); 河北省自然科学基金(机械系统考虑相关性失效的多维动态贝叶斯网络可靠性分配优化,编号:E2021203061);
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随着现代科技的持续发展,生产技术要求也在随之不断地提高,市场竞争也愈加激烈,降低生产成本,提高产出效率,是提高市场竞争力的关键,这就要求在生产设计各个环节进行优化。单一群智能算法因自身特点,存在寻优缺陷和应用局限性,而混合群智能算法能够弥补这一缺点,提高算法的适用度。因此,本文围绕微粒群算法、鲸鱼优化算法、混合群智能算法及其应用展开研究。首先,针对标准微粒群算法存在后期搜索空间不足、易陷入局部最优的缺点,结合反向学习策略,通过计算反向解来扩大种群的搜索空间,减小种群陷入局部最优的概率,将标准微粒群算法和反向学习策略相融合,并结合有向动态交流结构,提出基于有向动态交流结构的反向学习微粒群算法。将所提算法与其他算法对测试函数进行寻优对比,证明所提算法的有效性和优越性。其次,针对鲸鱼优化算法后期收敛速度较慢,局部寻优和全局寻优能力不平衡的缺点,根据微粒群算法速度更新公式中,算法的收敛速度很大程度上取决于惯性权重,于是研究一种非线性变化的惯性权重,更好地平衡算法前后期的收敛速度;并且根据鲸鱼优化算法中的位置更新原理,研究一种分阶段非线性收敛因子,从而平衡算法的局部寻优和全局寻优能力,提出一种自适应鲸鱼优化算法。将所提算法与其他算法对测试函数进行寻优对比,证明所提算法的有效性和优越性。进而,为了弥补单一算法寻优能力的不足,将以上所提的两种算法混合,构造一种分段混合群智能算法,并将其应用到某工程中系统的可靠性冗余分配优化中,以通用生成函数为工具,以证明所提算法的可行性。最后,基于地埋式垃圾压块机的泵源系统,使用T-S故障树对其进行建模与分析,利用分段混合群智能算法对其进行寻优,并与其他算法进行对比,从而证明所提算法的有效性。
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