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《中国科学技术大学》 2008年
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粒子群优化算法在柔性作业车间调度中的应用研究

贾兆红  
【摘要】: 传统的作业车间调度问题是求解每个工件具有特定加工机器的一类调度问题,而在实际生产中,可以加工某个工序的机器往往不止一个,这就产生了柔性作业车间调度问题。 柔性作业车间调度问题(Flexible job shop scheduling problem,FJSP)由于具有路径柔性的特点,从而可以避免传统作业车间在正常运行过程中容易出现的阻塞和拥挤等现象,并且当加工过程中出现机器故障等一些异常情况的时候,作业车间系统仍然能够维持生产的继续进行,这样可以提高作业车间调度系统的灵活性。然而,柔性路径的特点也使得这类问题的可行解范围的增大,从而给问题的求解带来新的挑战。在实际生产中,柔性作业车间调度问题往往需要同时面向多个目标进行决策分析。因此,寻找有效的方法对多目标柔性作业车间调度问题进行求解具有重要的理论价值和应用意义。 本文主要探讨了如何使用粒子群优化(Particle Swarm Optimization,PSO)算法求解柔性作业车间调度问题,特别是多目标柔性作业车间调度问题。本论文的主要工作与创新点如下: (1)研究了基于混沌的PSO算法在柔性作业车间调度问题中的应用。利用混沌优化技术的随机性、遍历性特点和易跳出局部极值的能力,在PSO算法中引入混沌技术以提高PSO算法的性能,提出了一种混合PSO算法。首先,利用混沌对PSO算法的参数进行自适应优化,实现全局搜索与局部搜索间的有效平衡;然后,在PSO算法的搜索过程中引入混沌局部搜索策略,以提高求解的精度和收敛速度。并且将该算法分别应用于若干个单目标和多目标柔性作业车间调度问题的求解,实验结果表明算法具有良好的全局搜索性能。 (2)探讨了基于多目标权重聚合优化策略的PSO算法。在PSO和混沌的混合优化算法的基础上,针对多目标存在的量纲问题,采用一种基于模糊逻辑的适应度函数形式。同时,为了进一步保持种群的多样性,最大可能的搜索到所有的非劣解,利用随机思想生成适应度函数的权系数。实验表明这种方法使得算法获得的非劣解具有很好的分布行和稳定性。 (3)研究了Fully-informed粒子群(FIPS)算法在多目标柔性作业车间调度问题中的应用。首先,基于Pareto最优概念对种群进行排序,同时将属于相同Pareto等级的个体定义为邻居,并将这种基于Pareto等级的近邻拓扑结构用于FIPS算法中。其次,通过计算同Pareto等级中个体的拥挤距离进行第二级排序,给出了一种基于排序的FIPS算法。最后,针对算法的早熟收敛问题,引入基于编码机制的两种变异算子。 (4)研究了基于动态概率搜索机制的PSO算法在多目标作业车间调度问题中的应用。算法在搜索初期利用粒子近邻的平均最优代替传统的单个最优引导搜索,后期用Gaussian动态概率搜索来提高算法的局部开挖能力。然后,引入Pareto优的概念,采用精英集来存放非劣解,提出一种新的适应度值分配方法。此外,在算法中还引入了一种自适应的变异算子来增强解的多样性。实验结果表明本文提出的算法具有较好的搜索性能,是求解多目标柔性作业车间调度问题的一种可行方法。
【学位授予单位】:中国科学技术大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2008
【分类号】:F273;F224

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【引证文献】
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1 张可;凌海峰;;基于均匀设计和混沌理论的蚁群算法参数调整[J];计算机工程;2012年14期
2 张晓烨;董增川;王聪聪;;河北省南水北调受水区水资源优化配置研究[J];水电能源科学;2012年09期
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1 王晓娟;多目标柔性作业车间调度方法研究[D];华中科技大学;2011年
2 李莉;柔性作业车间调度中的群智能优化算法研究[D];东北林业大学;2011年
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1 蔡雨娥;基于ILOG的车间调度问题研究[D];西安电子科技大学;2011年
2 赵雪静;港口集装箱作业计划模型研究[D];大连海事大学;2011年
3 周萧;基于混合差分进化算法的调度方法研究及在化工车间中的应用[D];浙江工业大学;2010年
4 王婧;基于粒子群优化算法的集群调度策略研究[D];中国石油大学;2011年
5 季少梅;柔性路径下基于混合粒子群算法的跨单元调度方法[D];北京理工大学;2011年
6 陈莉莉;多目标粒子群算法及其在车间调度中的应用研究[D];浙江工业大学;2011年
7 王培丽;基于粒子群算法的多目标车间调度的研究[D];青岛科技大学;2011年
8 张亚玲;一种邻域搜索算法在差异工件单机批调度问题中的应用研究[D];中国科学技术大学;2010年
9 莫祯贞;改进粒子群算法在模糊环境下平行机批调度问题中的应用研究[D];中国科学技术大学;2010年
10 刘娟;基于云模型的改进PSO算法在差异工件单机批调度中的应用研究[D];中国科学技术大学;2010年
【参考文献】
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1 姚俊峰,梅炽,彭小奇,胡志坤,胡军;混沌遗传算法及其应用[J];系统工程;2001年01期
2 孙艳丰;基于GATS混合策略的多目标优化算法[J];管理工程学报;2000年04期
3 王凌,郑大钟,李清生;混沌优化方法的研究进展[J];计算技术与自动化;2001年01期
4 尹文君,刘民,吴澄;进化计算在生产线调度研究中的现状与展望[J];计算机集成制造系统-CIMS;2001年12期
5 姜思杰,张付亮,王孔茂;基于遗传和禁忌算法求解一类车间调度问题[J];计算机集成制造系统-CIMS;2003年11期
6 冯春,陈永;基于混沌的全局优化新方法[J];机械工程学报;2004年02期
7 李兵,蒋慰孙;混沌优化方法及其应用[J];控制理论与应用;1997年04期
8 夏蔚军,吴智铭;基于混合微粒群优化的多目标柔性Job-shop调度[J];控制与决策;2005年02期
9 张彤,王宏伟,王子才;变尺度混沌优化方法及其应用[J];控制与决策;1999年03期
10 潘峰;陈杰;甘明刚;蔡涛;涂序彦;;粒子群优化算法模型分析[J];自动化学报;2006年03期
中国博士学位论文全文数据库 前5条
1 潘全科;智能制造系统多目标车间调度研究[D];南京航空航天大学;2003年
2 李祥飞;混沌优化理论在控制系统设计中的研究[D];中南大学;2003年
3 谷峰;柔性作业车间调度中的优化算法研究[D];中国科学技术大学;2006年
4 卢冰原;模糊环境下的Flexible Job-shop调度问题的研究[D];中国科学技术大学;2006年
5 莫愿斌;粒子群优化算法的扩展与应用[D];浙江大学;2006年
【共引文献】
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1 曾庆海;马中军;王艺霖;;引入混沌理论的混凝土中氯离子传输机理研究[J];四川建筑科学研究;2007年01期
2 刘慧卿;周国峰;张先起;;空调负荷混沌特性分析与预测[J];四川建筑科学研究;2009年05期
3 邓建斌;叶洪江;;基于混沌遗传算法的配电网无功补偿优化[J];安徽电气工程职业技术学院学报;2006年03期
4 顾荣宝;;跟踪技术与混沌(英文)[J];安徽大学学报(自然科学版);2010年02期
5 郭兴众;;二层多目标决策问题的等价变换及其全局优化[J];安徽工程科技学院学报(自然科学版);2007年01期
6 郑志敬;周钦富;张建华;杨胜利;;松墨天牛成虫林间种群数量混沌特性的识别[J];安徽农业科学;2011年03期
7 陈利星;陈绘画;周钦富;;神经网络对马尾松蛀干类害虫数量的混沌识别[J];安徽农业科学;2011年28期
8 拓守恒;;一种多维背包问题的n进制编码遗传求解算法[J];安徽农业科学;2011年32期
9 蔡爱民,查良松;基于分形理论的安徽省旱、洪涝灾害时序特征分析[J];安徽农业大学学报;2005年04期
10 张奇;缸明义;;基于混沌变量的模糊控制器设计[J];安徽科技学院学报;2011年02期
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1 韩敏;李德才;;基于因果聚类的多变量时间序列相关性研究及预测[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
2 刘羿彤;付梦印;高宏斌;;一种改进的PSO算法[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
3 ;Tuning of the Structure and Parameters of Wavelet Neural Network Using Improved Chaotic PSO[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
4 洪露;穆志纯;;一种新的克隆混沌调节算法的研究[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
5 王光辉;陈杰;潘峰;;多种群协同粒子群优化算法求解动态环境优化问题[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
6 刘润杰;申金媛;张端金;穆维新;;下一代网络信令流量的混沌预测[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
7 ;A Harmony search algorithm for the no-wait flow shop optimization scheduling[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
8 任明炜;孙玉坤;饶翔;;无源滤波器优化方法研究[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
9 ;A Multiple Tuning Method for PID Controllers Using Constrained Particle Swarm Optimization[A];中国自动化学会控制理论专业委员会C卷[C];2011年
10 李勇刚;李浩;阳春华;王莎;;基于NIWVP-PSO的沉铁过程铁离子浓度软测量[A];中国自动化学会控制理论专业委员会D卷[C];2011年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 张杏莉;几何约束求解关键问题研究[D];山东科技大学;2010年
2 杨莉;基于可持续发展的我国电源结构优化研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
3 吴冬梅;基于达芬振子的微弱信号检测方法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
4 孙明;基于小波和迟滞的混沌神经网络及其应用[D];哈尔滨工程大学;2010年
5 谭佳琳;粒子群优化算法研究及其在海底地形辅助导航中的应用[D];哈尔滨工程大学;2010年
6 孙鹏飞;基于计算智能技术的蛋白质结构预测方法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
7 谢忠玉;电力短期负荷时间序列混沌特性分析及预测研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
8 赵金宪;复杂系统脆性理论在煤矿生产系统脆性风险评价中的应用[D];哈尔滨工程大学;2010年
9 万九文;国际原油海运运费市场波动特征研究[D];大连海事大学;2010年
10 张进;地震叠前数据的弹性阻抗非线性反演方法研究[D];中国海洋大学;2009年
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1 孙丽娟;基于煤矿瓦斯监测数据的煤与瓦斯突出预警技术研究[D];河南理工大学;2010年
2 武文宾;冲击地压的非线性岩梁混沌动力学分析[D];山东科技大学;2010年
3 张莉;n-GaAs中的混沌研究[D];长春理工大学;2010年
4 周斌;四桨两舵大型船舶螺旋桨的面元法设计研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
5 许红珍;不确定混沌系统同步方法的研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
6 李娅;基于混沌理论的电力谐波检测研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
7 王晓艳;非线性混沌电路的分析与设计[D];哈尔滨工程大学;2010年
8 石丽丽;智能优化算法对比研究及其在船体双底结构优化中的应用[D];哈尔滨工程大学;2010年
9 王爽;基于混沌优化的PID控制器参数调整[D];大连理工大学;2010年
10 张淑艳;基于约束优化方法的多目标优化算法[D];大连理工大学;2010年
【同被引文献】
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1 朱旭东;;改进遗传算法解Job-Shop问题[J];安徽大学学报(自然科学版);2008年05期
2 陈皓,陈铁英;用遗传算法求解柔性作业车间调度问题[J];兵工自动化;2004年04期
3 张光卫;康建初;李鹤松;李德毅;;基于云模型的全局最优化算法[J];北京航空航天大学学报;2007年04期
4 王丽;刘玉树;徐远清;;基于在线归档技术的多目标粒子群算法[J];北京理工大学学报;2006年10期
5 李长志;集群服务器系统负载均衡原理的分析与实现[J];重庆邮电学院学报(自然科学版);2004年06期
6 张利彪,周春光,刘小华,马铭;粒子群算法在求解优化问题中的应用[J];吉林大学学报(信息科学版);2005年04期
7 苑丽红,崔广才;基于遗传算法的柔性车间批量调度研究[J];长春理工大学学报;2005年03期
8 杨敬松,崔广才;基于混合遗传算法的分布式车间作业调度问题[J];长春理工大学学报;2005年03期
9 陈荣军;;一类串行工件同时加工排序问题的研究[J];常州工学院学报;2010年Z1期
10 马佳;高立群;石刚;李丹;;求解柔性作业车间调度问题的免疫遗传算法[J];东北大学学报(自然科学版);2008年07期
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 孙志峻;智能制造系统车间生产优化调度[D];南京航空航天大学;2002年
2 王笑蓉;蚁群优化的理论模型及在生产调度中的应用研究[D];浙江大学;2003年
3 陈仕平;若干组合优化问题的近似算法设计与分析[D];浙江大学;2002年
4 潘全科;智能制造系统多目标车间调度研究[D];南京航空航天大学;2003年
5 刘志雄;调度问题中的粒子群优化方法及其应用研究[D];武汉理工大学;2005年
6 谷峰;柔性作业车间调度中的优化算法研究[D];中国科学技术大学;2006年
7 雷开友;粒子群算法及其应用研究[D];西南大学;2006年
8 安伟刚;多目标优化方法研究及其工程应用[D];西北工业大学;2005年
9 郭秀萍;多目标进化算法及其在制造系统中的应用研究[D];上海交通大学;2007年
10 吴秀丽;多目标柔性作业车间调度技术研究[D];西北工业大学;2006年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 张武华;SB公司多工厂生产协调优化问题研究[D];华南理工大学;2011年
2 刘流;分布式并行操作系统中调度的研究和实现[D];电子科技大学;2002年
3 李程远;高性能PC集群的研究与应用[D];浙江大学;2004年
4 刘辙;基于混合遗传算法的分布式车间作业计划调度的算法研究[D];长春理工大学;2004年
5 孙中华;基于颜色与目标轮廓特征的视频分割方法[D];吉林大学;2004年
6 臧照良;集装箱岸桥模型的动力特性计算与试验分析[D];上海海事大学;2004年
7 周品;面向蚁群算法的车间调度问题研究[D];哈尔滨理工大学;2005年
8 许宁;对粒子群算法的改进及应用[D];浙江大学;2006年
9 戴翔;计算机集群中负载均衡机制的形式化分析[D];河海大学;2006年
10 孙世明;Linux集群系统任务调度策略的研究与设计[D];河海大学;2006年
【二级引证文献】
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1 董升伟;贾元华;赵雪静;;基于改进蚁群算法的集装箱装卸顺序优化研究[J];山东科学;2012年05期
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1 李娜;集装箱码头连续泊位与岸桥调度联合优化研究[D];大连海事大学;2011年
2 刘绘珍;订单生产式人工作业系统组织与优化[D];广东工业大学;2012年
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1 李菲;差异工件批调度问题的动态自适应加权多态蚁群算法研究[D];郑州大学;2011年
2 余能高;基于量子进化算法的车间调度研究与应用[D];东北师范大学;2011年
【二级参考文献】
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1 龚小云;一种双CPU系统的存贮器共享技术[J];兵工自动化;1996年02期
2 杨晓华,杨志峰,郦建强;格雷码混合加速遗传算法及其性能分析[J];北京师范大学学报(自然科学版);2004年06期
3 王梓坤;论混沌与随机[J];北京师范大学学报(自然科学版);1994年02期
4 黄强;宾鸿赞;高世伦;刘永长;;基于信息融合的建模方法及其优化[J];柴油机设计与制造;2005年04期
5 陈隆道,许昌,周箭;智能仪器的双CPU技术[J];电测与仪表;1998年01期
6 刘镇,姜学智,李东海;PID 控制器参数整定方法综述[J];电力系统自动化;1997年08期
7 苏小林,阎晓霞;基于遗传算法的 PID 参数优化技术[J];电力系统及其自动化学报;1997年02期
8 陈伟达,达庆利,王愚;工艺路线可变车间作业调度的杂合遗传算法[J];东南大学学报(自然科学版);2000年06期
9 陈伟达,达庆利;基于准时交货的 Job Shop 多机调度[J];东南大学学报;1997年03期
10 裴浩东,苏宏业,褚健;多层前向神经网络的权值平衡算法[J];电子学报;2002年01期
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 孙志峻;智能制造系统车间生产优化调度[D];南京航空航天大学;2002年
2 潘全科;智能制造系统多目标车间调度研究[D];南京航空航天大学;2003年
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1 刘和周;改进的进化蚁群算法在超深亚微米VLSI电路绕障布线问题中的应用[D];电子科技大学;2003年
2 侯建花;TSP遗传算法的改进及其并行化研究[D];成都理工大学;2004年
3 王明兴;连续禁忌搜索算法改进及应用研究[D];浙江大学;2005年
4 艾景波;文化粒子群优化算法及其在布局设计中的应用研究[D];大连理工大学;2005年
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1 刘伟钢,曾道先;冶金技术引进中的混沌[J];钢铁;1998年06期
2 唐绍祥,汪浩瀚;范式转换与超越——复杂性理论对主流经济学的挑战[J];数量经济技术经济研究;2002年06期
3 林娜,王力虎;论人力资源的复杂性[J];广西师范大学学报(哲学社会科学版);2003年04期
4 李建功;中国期货市场的混沌研究[J];重庆邮电学院学报(社会科学版);2004年01期
5 刘正兴;关于“混沌”现象[J];玉溪师范学院学报;1990年01期
6 盛昭瀚,马军海;管理科学:面对复杂性——混沌时序经济动力系统重构技术[J];管理科学学报;1998年01期
7 沈惠璋,顾培亮;当代系统科学和方法与可持续发展[J];天津商学院学报;1998年05期
8 崔鲁光,王玉芳;非线性科学及其在经济管理学领域中的应用[J];华东经济管理;2000年04期
9 姚洪兴,盛昭瀚,陈洪香;股市预测中的小波神经网络方法[J];系统工程理论与实践;2002年06期
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1 罗亚中;;航天器轨迹多目标优化研究评述[A];The 5th 全国动力学与控制青年学者研讨会论文摘要集[C];2011年
2 崔凯;高太元;胡守超;王秀平;;吸气式高超声速飞行器上壁面多约束/多目标优化设计和分析[A];第四届高超声速科技学术会议会议日程及摘要集[C];2011年
3 赵建玉;贾磊;陈月辉;张勇;;基于粒子群优化的信号交叉口交通流预测模型[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
4 安恩科;陈卓;张伟;;电站锅炉燃烧系统建模与多目标优化研究[A];2010年全国能源环保生产技术会议文集[C];2010年
5 王晓燕;王东风;韩璞;;一种分数阶系统的粒子群优化辨识方法[A];全国第三届信号和智能信息处理与应用学术交流会专刊[C];2009年
6 任苹;;混沌粒子群算法在高速旅客列车优化调度中的应用[A];2006中国控制与决策学术年会论文集[C];2006年
7 范业坤;梁新荣;;基于粒子群优化的高速公路匝道PI控制器[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
8 罗小川;任涛;刘燕;;带氢气库存的炼油厂氢气网络生产集成调度方法研究[A];2009中国控制与决策会议论文集(2)[C];2009年
9 薛艳红;胡立坤;;基于粒子群优化的配电网静止同步补偿器PI控制器整定[A];中南六省(区)自动化学会第二十九届学术年会论文集[C];2011年
10 徐俊杰;忻展红;;粒子群优化在0/1背包问题中的应用[A];中国运筹学会第七届学术交流会论文集(上卷)[C];2004年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 世文;这是一个混沌的世界[N];文艺报;2000年
2 汪首坤;嵌入式的混沌[N];中国计算机报;2001年
3 本报记者 罗鼎;创新与学习让你跨越混沌[N];中国高新技术产业导报;2001年
4 丁宁;命运的悲歌[N];西安日报;2001年
5 王春峰;目前面临的是混沌中的通货紧缩[N];厂长经理日报;2000年
6 互联网实验室 方兴东;无线互联有序前的混沌[N];中国信息报;2000年
7 蔡天新;史蒂文斯和无所不在的混沌[N];中华读书报;2001年
8 徐璘;立法规范“混沌的网络”[N];北京日报;2001年
9 本报记者 张守增 本报通讯员 潇潇;聚焦美容:弥天混沌何时开[N];人民法院报;2000年
10 杨晶涛 段鸿斌;走出混沌[N];北京科技报;2000年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 贾兆红;粒子群优化算法在柔性作业车间调度中的应用研究[D];中国科学技术大学;2008年
2 凌海风;面向装备保障的多准则决策相关方法和技术研究[D];南京大学;2011年
3 莫愿斌;粒子群优化算法的扩展与应用[D];浙江大学;2006年
4 徐鸣;基于群智能的鲁棒多目标优化方法及应用[D];浙江大学;2011年
5 杨荣山;轿车底盘平台开发中多目标优化方法的研究及应用[D];华南理工大学;2009年
6 窦全胜;求解优化问题的演化计算方法研究[D];吉林大学;2005年
7 李洪林;药物发现及靶向虚拟筛选的算法与程序设计[D];大连理工大学;2005年
8 孟燕;铁路智能运输系统结构设计方法研究[D];铁道部科学研究院;2005年
9 刘丽;人工免疫网络研究及应用[D];江南大学;2008年
10 王继峰;基于可达性的交通规划方法研究[D];清华大学;2008年
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1 王治国;基于SIS平台的厂级负荷优化分配系统研究[D];华北电力大学(北京);2006年
2 刘松兵;面向多目标优化的群智能算法研究[D];湖南大学;2009年
3 贾庭芳;基于粒子群优化的离散多目标优化算法[D];太原科技大学;2011年
4 卢小亭;多目标优化遗传算法选择方法的研究与改进[D];安徽理工大学;2008年
5 王达;遗传算法用于多目标过程优化综合的研究[D];青岛科技大学;2005年
6 李栋;量子衍生多目标进化算法及其应用研究[D];湖南大学;2008年
7 盛大宁;IMRT逆向计划中的混合多目标梯度算法研究[D];合肥工业大学;2010年
8 李絮;多宇宙并行量子多目标进化算法及其应用研究[D];湖南大学;2009年
9 焉炳艳;一种新的基于相似性的多目标演化算法[D];武汉理工大学;2006年
10 梁晶;基于PSO的动态多目标优化算法的研究[D];电子科技大学;2009年
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