花朵授粉算法是一种模拟自然界中花朵授粉行为的新型元启发式算法,其结构简单、参数少且稳定性高,已开始应用于工程优化等诸多领域。但基本花朵授粉算法容易陷入局部最优且后期收敛速度缓慢,影响其算法应用效果,因此还需进一步研究。断路器是一种常见的开关器件,用于接通、承载和分断电流。目前经常采用经验试算和数值模拟等方法设计断路器,存在设计周期长、分断能力差、能耗高、体积大等问题,因此设计高分断、低能耗和小型化的断路器至关重要。为此,本文主要研究花朵授粉算法的改进,并应用于断路器的高分断以及综合优化中,提高花朵授粉算法的性能和断路器的设计效果,主要工作与创新如下:（1）花朵授粉算法的改进。提出两种改进算法:“鲶鱼效应-均匀变异算子”花朵授粉算法（CEH-FPA）和“自适应-变异鲶鱼”花朵授粉算法（AMC-FPA）。CEH-FPA算法主要在局部授粉过程引入鲶鱼效应以避免算法陷入局部最优,在全局授粉过程引入均匀变异算子以加快算法后期的收敛速度。而AMC-FPA算法主要在全局授粉过程引入自适应步长以加快算法收敛速度,在局部授粉过程引入变异策略和鲶鱼效应以避免算法陷入局部最优,解决后期收敛速度慢的问题。采用经典测试函数将两种改进的花朵授粉算法与其它多种算法进行仿真实验与对比分析,结果表明,本文提出的两种改进算法性能优越,特别是AMC-FPA算法性能更优。（2）断路器高分断优化设计。首先,分析影响断路器分断能力的各种因素,包括电流、触头半径、触头压力、导体长度、导体之间距离、触头表面接触系数和电流元半径等;然后,从电动斥力和电弧运动速度角度,构造出断路器高分断数学模型;最后,给出基于花朵授粉算法的断路器高分断优化设计方法。通过实验验证,结果表明,基于花朵授粉算法的断路器高分断优化设计方法是切实可行的,其中CEH-FPA算法和AMC-FPA算法在高分断断路器优化中效果显著,而AMC-FPA算法效果最佳。（3）断路器综合优化设计。在综合优化设计中,不仅考虑断路器的高分断,而且要考虑断路器的低能耗和小型化,为此,将所建立的断路器高分断模型与低能耗模型和小型化模型相结合,构造出断路器综合优化模型,并给出基于花朵授粉算法的断路器综合优化设计方法,可以优化求解出断路器的综合设计参数。实验结果表明,采用CEH-FPA算法和AMC-FPA算法在断路器综合优化设计中效果显著,其中AMC-FPA算法的优化效果最佳。该综合设计方法为断路器研发提供了理论依据。