【摘 要】
:
在工业生产和科学研究中存在着大量的多目标优化问题,这些多目标优化问题中包含着多个相互冲突的目标函数,并没有一种解决方案能使所有的目标函数同时达到最优。近些年来,以进化算法为代表的元启发式算法在求解多目标优化问题时取得了不错的效果。其中,基于分解的多目标优化算法(MOEA/D)在目标空间内通过一组均匀的权重向量将多目标优化问题转换为一组单目标优化子问题,并通过优化这些子问题最终得到帕累托最优解。MO
论文部分内容阅读
在工业生产和科学研究中存在着大量的多目标优化问题,这些多目标优化问题中包含着多个相互冲突的目标函数,并没有一种解决方案能使所有的目标函数同时达到最优。近些年来,以进化算法为代表的元启发式算法在求解多目标优化问题时取得了不错的效果。其中,基于分解的多目标优化算法(MOEA/D)在目标空间内通过一组均匀的权重向量将多目标优化问题转换为一组单目标优化子问题,并通过优化这些子问题最终得到帕累托最优解。MOEA/D作为一种算法框架,可以通过不同的分解方式对目标空间进行分解,还可以采用不同的优化方法对子问题进行优化。MOEA/D算法具有搜索能力强,不依赖于问题特征等特点,这使得MOEA/D算法迅速受到研究者们的青睐,针对MOEA/D改进的算法也涌现出来。差分进化算法属于进化算法的一种,其算法的核心思想就是采用差分向量来完成对目标空间的搜索。由于差分进化算法具有操作简单、易于实现的特点,差分进化算法被更多的用来解决组合优化问题。MOEA/D-DE算法则是将差分进化算法和MOEA/D算法结合,利用差分进化算法替代模拟二进制交叉操作来产生新解,进而提高解的多样性。差分进化算法的性能主要受到控制参数的影响,而差分进化算法的控制参数主要有三个:种群大小、交叉概率和缩放因子。但是,在MOEA/D-DE算法中,交叉概率和缩放因子都是固定的,这样会导致算法的收敛性降低,并且更容易陷入局部最优。为了解决此问题,本文以差分进化算法为基础,提出了三种自适应操作策略来动态的调整交叉概率和缩放因子的大小,第一种LAD:和随着进化代数线性变化;第二种PAD:和随着进化代数呈幂指数形式变化;第三种EAD:和随着进化代数呈指数形式变化。此外,本文还设计了一个控制参数η,η的大小可以直接影响和的变化速率,借此来探究η的变化对算法整体性能产生的影响。本文将这三种自适应策略和MOEA/D算法结合来解决多目标优化问题,同时选取MOEA/D-DE算法作为对比算法。实验结果证明,在大多数测试问题上,带有自适应策略的算法整体性能要优于MOEA/D-DE。此外,为了进一步测试这三种自适应策略在解决超多目标优化问题时的性能表现,本文将这三种自适应策略和MOEA/D-Pa S算法结合来解决超多目标优化问题。相比于多目标优化问题,超多目标优化问题具有更复杂的帕累托前沿,对于算法的搜索性能具有更高的要求。测试问题则选取了WFG和Ma F两组测试集共16个测试函数来检验算法的整体表现,与MOEA/D-Pa S相比,这三种自适应策略在大部分测试问题上的性能表现都要更好,在这三种自适应策略中,PAD的综合表现最好。最后,为了探究这三种自适应策略在实际工程应用中的表现,本文将这三种策略和多目标算法结合应用到了卫星测控问题中,并将卫星测控问题建模为最小化任务失败率和天线负载均衡度的2目标优化问题,同时选取了美国空军航空技术学院提供的7个卫星测控问题作为测试问题。实验结果表明,带有自适应策略的算法在大多数测试问题上的表现要更好,相比于LAD和EAD,PAD策略的综合表现最好。综上所述,本文提出了三种自适应差分进化策略并将这三种策略应用到多目标优化问题、超多目标优化问题以及卫星测控问题中,不仅在算法理论上有所创新,同时也为解决实际工程应用问题提供了新的思路。
其他文献
信息技术的发展运用与普及,不仅改变了人们的生活方式,也使课堂教学发生了变革。随着新的义务教育课程标准的发布,信息技术与学科教学的融合发展也越来越受到关注。小学数学教师可以将信息技术的优势用于辅助数学学科的教学,有利于增强学生对数学知识的过程性体验,掌握学习数学方法,也是解决数学学习重“记忆”、轻“理解”的重要途径。
在如今5G技术基本普及、6G技术开始研发的时代背景下,大容量多媒体业务已经成为现代移动通信领域的主要业务。尤其自2020年新冠疫情爆发以来,线上办公、学习等需求呈爆发式增长,使得线上实时高清视频传输成为现在乃至未来很长一段时间内的实际需求。另一方面,随着物联网时代的来临,频谱资源也日渐稀缺,成为一种相当珍惜的资源。可以说,人民日益增长的高清视频传输业务需求和日渐稀缺的频谱资源的矛盾已经成为通信领域
手性是指物体不能与其镜像重合的性质。通常情况下物体与其镜像组成一组对映体,并且会对左旋圆偏振(Left-handed Circularly Polarized,LCP)光和右旋圆偏振(Right-handed Circularly Polarized,RCP)光产生不同的响应。在自然界中,大至星系,小至亚分子,存在很多具有手性的物质。手性在物理、化学、生物和医药等领域均有广泛应用,因此研究手性具有
2013年公司法修改以后,公司注册资本制度发生了由实缴制到认缴制的重大变革。刑法对于不同公司资本制度下抽逃出资行为的态度截然不同,造成认缴制下抽逃出资行为层出不穷。因此关于是否需要从刑法层面对该行为进行规制产生了争议。本文主要探讨两个争议焦点:一是认缴制下抽逃出资行为的入罪问题。现行关于抽逃出资罪的立法解释明确规定抽逃出资罪不适用于认缴制公司。本文通过从一系列实证典型案例研究入手,对比分析实缴制下
《义务教育语文课程标准(2011年版)》要求:"喜欢学习汉字,有主动识字、写字的愿望;认识常用汉字1600个左右,其中800个左右会写。"小学识字教学是小学阶段语文学科乃至整个小学阶段教学的重点、难点。教育实践证明,将思维导图引入小学低年段语文识字教学中,可以直观地向孩子们展示汉字的内在结构、特点,将原本抽象、烦琐的汉字直观化、形象化,既全方位地解析了小学生学习汉字的思维过程,又基于小学低年级学生
脑卒中事件引起的自主神经反射受损会导致患者出现直立性低血压、眩晕、跌倒等症状,因此分析脑卒中患者自主神经反射的时间序列特征有助于制定后续治疗方案。心率变异性(Heart rate variability,HRV)信号分析是一种评估交感神经与迷走神经平衡的非侵入式方法,可用于评估慢性缺血性脑卒中事件引发的自主神经功能障碍。以往应用于脑卒中患者的HRV信号研究大多以时域和频域分析方法为主,鉴于非线性分
金属有机框架(MOF)是一种新兴的多孔材料,具有比表面积大、网状结构有序、孔隙率高、密度低、带隙可调、光学透明度高、稳定性好等优点。MOF材料因其优异的性能和丰富的品种而在众多领域广受欢迎。MOFs特殊的孔隙结构是气体吸附和储存的理想材料。MOF的孔径和表面可以控制并应用于烷烃分离和手性分离。MOF材料的不饱和金属位点为路易斯酸位点,具有高活性,可作为催化中心。虽然MOF的研究经历了快速发展,但这
吴让之(1799-1870),原名廷飏,字熙载,后改字让之、攘之,以字行,号让翁、晚学生、方竹丈人等。仪征(今江苏省扬州市)人,诸生。博学多才,诗词娴熟,通小学、舆地学,精金石考证,尤善书法篆刻。《清史稿》有传。2010年,祝竹、朱天曙合撰《吴让之年表》,为研究者提供便利,具有重要的学术价值。近年来,随着吴让之的文献史料与作品不断地被发现,原有年表难以满足现有研究需要。笔者通过多年的搜集,对新发现
大脑是生物体内结构和功能最复杂的组织,应用扩散张量成像(Diffusion Tensor Imaging,DTI)技术可以绘制出大脑的神经纤维连接。这些纤维轨迹需要被聚类或分割为数量较少的纤维束,这是基于纤维束分析大脑的前提,对理解大脑的结构和功能也起着至关重要的作用。纤维聚类或者纤维分割一个重要的步骤是如何定义相似的纤维。之前的研究定义的相似性特征从几何特征到解剖特征再到功能特征,虽然得到的纤维
心血管疾病是当前人类死亡原因之首,己引发全球性健康隐患。心律失常检测在心血管疾病诊断和预防领域具有重大的医疗价值和社会价值。心电(ECG)信号作为检测心律失常疾病最敏感的一种信号,是现有心血管疾病检测手段中最便捷普及的检测指标。然而,医疗资源匮乏、医患人数的不均衡都会导致实际工作中大量患者难以被及时发现。因此,利用计算机开发一种能够自动检测多种心律失常疾病的算法能够辅助医护人员进一步快速了解患者的