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《西南交通大学》 2006年
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改进的遗传算法及其在工程优化中的应用

葛培明  
【摘要】:进化计算,作为一种新兴的强大的智能优化技术,已经广泛地应用在工程科学的几乎所有的领域。与传统优化方法相比,进化计算在全局优化、复杂设计区域、复杂目标函数及易用性等方面都显示出了其优越性。遗传算法是进化计算中最重要的算法之一,本文主要研究了改进的遗传算法及其在工程优化领域中的应用。 本文的主要研究内容分章介绍如下: 第一章首先简要介绍了进化计算的基本知识,在工程优化领域的历史与研究现状。本章的最后给出了本论文的基本框架。 第二章介绍了遗传算法的基本理论与方法。首先给出了遗传算法的基本流程,然后介绍了染色体的编码方法及遗传算子,最后分析了遗传算法的搜索机理与收敛性。 第三章提出了一种新的遗传算法——基于子域搜索的遗传算法(简称为SBGA)。SBGA将设计区域分成多个小的子域,根据已搜索过的样本点在这些子域内的分布情况来指导后续的搜索。同时,SBGA还提供了一种新的处理约束的方法。应用SBGA进行了复杂函数和杆系结构的优化,数值实验还发现它能够有效地抑制早熟现象的发生。 第四章研究了基于遗传算法的连续体结构拓扑优化问题。提出了一种新的变长的紧凑编码方式——链码编码方法,用四方向链码的组合来描述结构拓扑。以机器学习中的范例推理为原型,设计出一种基于范例推理的遗传算法。在该算法中,根据多尺度变换的原理,提出了结构拓扑的“目标向量”描述方式,从而可能定量地描述不同拓扑的相似性。研制了上述方法的计算机软件GATOCS,并利用该软件对多工况连续深梁和自行车框架进行拓扑优化,取得了较为满意的结果,从而说明了应用遗传算法进行连续体结构拓扑优化是完全可行的。 第五章研究了多目标遗传算法及其并行实现。实际的工程优化问题通常都是多目标的,而且计算量很大。因此,本文研究了并行虚拟机(高速互联机
【学位授予单位】:西南交通大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2006
【分类号】:TP183

【引证文献】
中国期刊全文数据库 前2条
1 张京钊;江涛;程凤菊;;改进的自适应遗传算法在遥感图像分割中的应用[J];测绘科学;2008年S1期
2 李浩;邱超凡;;IGA在DEH调节系统参数优化中的应用[J];液压气动与密封;2011年11期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 周玉宇;基于Memetic算法的套料与切割优化方法研究[D];华中科技大学;2012年
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1 陈超;自适应遗传算法的改进研究及其应用[D];华南理工大学;2011年
2 张鹏;基于物理模型的聚类方法研究[D];电子科技大学;2011年
3 酒明远;ISAR成像中微多普勒现象及CLEAN技术研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
4 刘国强;基于遗传算法的直升机旋翼桨叶气动外形优化设计[D];南京航空航天大学;2011年
5 罗钦平;遗传算法的改进及其在结构优化中的应用研究[D];中北大学;2012年
6 骆晓;公路隧道结构设计方法及开挖方案的优化[D];同济大学;2008年
7 杨雪林;考虑电极消耗情况下电弧炉供电曲线的制定与优化[D];东北大学;2008年
8 李双;基于代理模型的轮式装载机驱动桥壳结构优化[D];吉林大学;2013年
9 丁利;基于图聚类的第四方物流系统中若干问题的研究[D];山东师范大学;2013年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前7条
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【共引文献】
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2 王全凤;郑浩;;基于径向基函数神经网络的高层建筑结构选型[J];四川建筑科学研究;2010年05期
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5 陈弋兰;王鸣;孙书诚;;朴素贝叶斯分类器的误差估计[J];安徽工程科技学院学报(自然科学版);2008年04期
6 李豹;;并行神经元集成在风险评估中的应用[J];安徽工程科技学院学报(自然科学版);2009年04期
7 马致远;宋勃;;空间网架的结构优化设计浅析[J];安徽建筑;2009年05期
8 韩世芬;;模糊自适应遗传算法在农村电站无功补偿优化中的应用[J];安徽农业科学;2008年08期
9 张红涛;胡玉霞;张恒源;顾波;;储粮害虫图像识别中的特征压缩研究[J];安徽农业科学;2008年27期
10 吴金华;戴淼;尹剑;;基于遗传神经网络的陕西省土地利用结构模型研究[J];安徽农业科学;2008年36期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 刘志斌;金连文;;候选字静态生成技术及其在两级LDA汉字识别中的应用[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
2 张彬;金连文;;基于AdaBoost的手写体汉字相似字符识别[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
3 吕蓬;柳亦兵;马强;魏于凡;;支持向量机在齿轮智能故障诊断中的应用研究[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
4 梁禹;王义刚;王娜;;基于支持向量机的电力电子电路故障诊断[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
5 李枚毅;游维;蔡自兴;;多样度和适应度引导的遗传算法操作概率计算研究[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
6 张志华;王莉;刘洪;;最大化网络广告收入的投放决策[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
7 刘志雄;杨光祥;;基于轮盘赌概率分配编码方法的并行机调度优化[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
8 刘华;张建华;王娆芬;王行愚;;人机系统操作员功能状态的模糊聚类方法[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
9 李会军;叶宾;;一种基于递归BP神经网络的多步预测控制方法[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
10 陈连荣;彭朝晖;;高斯射线声场模型在MPI环境下的并行算法设计[A];中国声学学会水声学分会2011年全国水声学学术会议论文集[C];2011年
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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 樊建聪;分布估计学习算法研究[D];山东科技大学;2010年
3 李佳;载人潜器阻力性能的数值和试验预报及外形优化研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
4 谭枫;介入式文化算法及其应用研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
5 戴运桃;粒子群优化算法研究及其在船舶运动参数辨识中的应用[D];哈尔滨工程大学;2010年
6 梁洪;基于内容的医学图像检索及语义建模关键技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
7 任桢;图像分类任务的关键技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
8 王龙金;零/低航速减摇鳍升力模型及系统控制策略研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
9 殷志伟;基于统计学习理论的分类方法研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
10 曹宇;利用遗传算法对声障板优化设计的研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 杜二玲;拟概率空间上等均值噪声下统计学习理论的理论基础[D];河北大学;2007年
2 朱杰;一种基于聚类的支持向量机反问题求解算法[D];河北大学;2007年
3 李伟;基于ANSYS平台的拓扑优化方法研究及其在离心机吊篮结构设计中的应用[D];中国工程物理研究院;2010年
4 吕信;激光能量沉积光路追踪法及其并行化[D];中国工程物理研究院;2009年
5 廖甜甜;白细胞图像语义识别分类的研究[D];南昌航空大学;2010年
6 李坤;参数参与进化的自适应遗传算法研究[D];南昌航空大学;2010年
7 黄正荣;基于振动波的高速公路车辆行驶状态辨识理论研究[D];南昌航空大学;2010年
8 刘棉;人机划拳系统的实现[D];山东科技大学;2010年
9 刘桂珍;颅骨三维重建与信息提取[D];山东科技大学;2010年
10 吴香庭;基于遗传算法的K-means聚类方法的研究[D];山东科技大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 毕继红,丛蓉;各种形状洞室的围岩压力分析[J];地下空间;2004年01期
2 蒋树屏,黄伦海,胡学兵;超大断面公路隧道的设计与研究[J];地下空间与工程学报;2005年01期
3 刘小兵;地下洞室的一种优化设计模型[J];地下空间;1995年01期
4 张义民,贺向东,刘巧伶;后桥壳的可靠性优化设计[J];车辆与动力技术;2002年01期
5 王长元;耿军雪;;遗传算法在遥感图像分割中的应用[J];测绘技术装备;2003年03期
6 皮亦鸣;刘醒凡;;逆合成孔径雷达图象的旁瓣清除技术[J];电讯技术;1992年06期
7 何大阔,王福利,贾明兴;遗传算法初始种群与操作参数的均匀设计[J];东北大学学报;2005年09期
8 袁平,王福利,毛志忠;SR电弧炉熔化期供电优化模型[J];东北大学学报;2005年10期
9 刘贵应,王宇兴,陈建平,李鹏,李学东;高速公路双联拱隧道结构分析及施工工艺的优化[J];地质科技情报;2003年01期
10 陈小平,于盛林;实数遗传算法交叉策略的改进[J];电子学报;2003年01期
中国重要会议论文全文数据库 前1条
1 康卫鲜;叶德谦;;基于CURE的聚类算法研究[A];计算机技术与应用进展·2007——全国第18届计算机技术与应用(CACIS)学术会议论文集[C];2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 杨帆;中国现代物流业对区域经济的影响分析[D];吉林大学;2011年
2 王晓鹏;遗传算法及其在气动优化设计中的应用研究[D];西北工业大学;2000年
3 唐文艳;结构优化中的遗传算法研究和应用[D];大连理工大学;2002年
4 苏三买;遗传算法及其在航空发动机非线性数学模型中的应用研究[D];西北工业大学;2002年
5 罗阳;机械制造车间生产作业多智能体规划原理与板材套料优化方法的研究[D];四川大学;2001年
6 杨海霞;地下洞室全过程优化设计建模理论与分析方法[D];河海大学;2002年
7 仇文革;地下工程近接施工力学原理与对策的研究[D];西南交通大学;2003年
8 左孔天;连续体结构拓扑优化理论与应用研究[D];华中科技大学;2004年
9 贺一;禁忌搜索及其并行化研究[D];西南大学;2006年
10 高永超;智能优化算法的性能及搜索空间研究[D];山东大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 刘长亮;鼓式制动器动力学分析及制动性能优化[D];吉林大学;2011年
2 徐晶;基于顶点度和顶点个数的图聚类算法[D];大连海事大学;2011年
3 刘义虎;高等级公路隧道支护结构的断面优化选型及可靠度分析研究[D];湖南大学;2002年
4 曹继伟;大跨度山岭隧道围岩与支护结构稳定性的数值模拟分析[D];大连理工大学;2003年
5 戴南;基于决策树的分类方法研究[D];南京师范大学;2003年
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7 蔡杰;最优化技术在直升机设计中的应用[D];南京航空航天大学;2005年
8 邓开楠;基于专家系统的电弧炉炉况判断方法研究[D];东北大学;2005年
9 魏建成;高阻抗电弧炉电抗选择的研究[D];东北大学;2005年
10 张贞梅;关联规则挖掘算法的研究[D];山东科技大学;2005年
【二级引证文献】
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1 向虎;;软弱围岩浅埋隧道二衬结构设计探讨[J];国防交通工程与技术;2013年01期
2 石磊;;基于优化BP算法的上证指数预测分析[J];阜阳师范学院学报(自然科学版);2013年01期
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1 彭念;原位扩建隧道围岩力学响应机理研究[D];重庆大学;2010年
2 王伟然;直接转矩控制在无轴承无刷直流电机中的应用[D];江苏大学;2012年
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1 周云辉;隧道群联络斜井方案确定与施工设计[D];长沙理工大学;2010年
2 王铁男;浅埋暗挖地铁隧道开挖方案技术优化研究[D];沈阳大学;2011年
3 董书明;隧道最优断面形状的有限元分析[D];西北农林科技大学;2011年
4 王莉;电动舵系统参数优化方法研究[D];中北大学;2012年
5 许东;公路隧道复杂交叉结构设计及施工方案优化研究[D];长安大学;2009年
6 王娜;背包问题的研究与算法设计[D];昆明理工大学;2012年
7 位二伟;二倍体自适应遗传算法在函数优化中的应用[D];重庆大学;2012年
8 吴建;混凝土湿喷法在石油勘探建设旧桥加固中应用研究[D];成都理工大学;2012年
9 陈鸿杰;数据链组网系统航线规划子系统方案设计及算法研究[D];电子科技大学;2013年
10 邓应波;带工艺约束的矩形优化排样研究与应用[D];华中科技大学;2013年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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2 隋允康,彭克俭;桁架结构离散变量优化的实用方法和程序实现[J];大连工学院学报;1986年01期
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4 张文元,吴知丰;遗传算法在建筑结构优化设计中的应用[J];哈尔滨建筑大学学报;1999年04期
5 张讲社,徐宗本,梁怡;整体退火遗传算法及其收敛充要条件[J];中国科学E辑:技术科学;1997年02期
6 隋允康,王希诚;适合复杂工程实际的结构优化程序DDDU-2F版本[J];计算结构力学及其应用;1985年03期
7 隋允康,林永明;含梁结构离散断面的优化及其对平面框架的程序实现[J];计算结构力学及其应用;1987年03期
8 陈汝训,刘勇琼;火箭发动机壳体封头的形状优化[J];计算结构力学及其应用;1989年03期
9 顾元宪,程耿东;有限元-优化-GAD集成一体的微机软件系统MCADS[J];计算结构力学及其应用;1990年01期
10 霍同如,杜庆华,姚振汉;若干综合应用递归二次规划法和边界元法的平面弹性结构形状优化问题[J];计算结构力学及其应用;1991年04期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 廖俊,朱世强,林建亚,任德祥;遗传算法在T-S模糊模型辨识中的应用[J];信息与控制;1997年02期
2 刘健庄,谢维信,高新波;一种图象中基元检测的新方法[J];电子与信息学报;1997年02期
3 金耀初;蒋静坪;;基于遗传算法的模糊控制器分析[J];模式识别与人工智能;1997年01期
4 曹先彬;庄镇泉;;一种基于遗传算法的模糊规则生成方法[J];模式识别与人工智能;1997年02期
5 夏文,王华芝;遗传算法在多波束赋形天线优化中的研究[J];北京邮电大学学报;1998年04期
6 龙甫荟,郑南宁,张晓缋;基于多层感知遗传算法的图象分割新方法[J];控制理论与应用;1998年02期
7 刘莹,王宝树,马建峰,杨耆董;模糊聚合及遗传算法在多传感器数据融合中的应用[J];电子科技;1998年01期
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中国重要会议论文全文数据库 前10条
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4 刘辙;彭亮;崔广才;吴学礼;;混合遗传算法在车间调度中的应用[A];中国自动化学会全国第九届自动化新技术学术交流会论文集[C];2004年
5 曹春红;李文辉;张永坚;;遗传蚂蚁算法在几何约束求解中的应用[A];中国仪器仪表学会第六届青年学术会议论文集[C];2004年
6 姜楠;张春森;;遗传算法在图像模板匹配中的应用[A];高精度几何量光电测量与校准技术研讨会论文集[C];2008年
7 朱秀娥;周宝焜;;振动筛设计的遗传算法[A];福建省科协第三届学术年会装备制造业专题学术年会论文集[C];2003年
8 何奉道;梁向阳;;基于遗传算法的机车周转图优化编制方法[A];1999年中国神经网络与信号处理学术会议论文集[C];1999年
9 刘忠凯;薛正辉;任武;李伟明;高本庆;;用遗传算法优化八木天线[A];2005'全国微波毫米波会议论文集(第二册)[C];2006年
10 汝勇;杨树强;;遗传算法在历史性约束组合优化问题中的应用[A];2010通信理论与技术新发展——第十五届全国青年通信学术会议论文集(上册)[C];2010年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 林京;《神经网络和遗传算法在水科学领域的应用》将面市[N];中国水利报;2002年
2 程爱娟;旅行推销员问题(TSP)的人工智能解法及其应用[N];新疆科技报(汉);2001年
3 中国科技大学计算机系 邢方亮;计算智能百花齐放[N];计算机世界;2003年
4 包家庆;IDS五大发展趋势[N];网络世界;2002年
5 郭明波;来自蝙蝠的启发[N];北京科技报;2001年
6 易水;IT新词集锦[N];计算机世界;2003年
7 李磊;让电子政务更聪明[N];计算机世界;2001年
8 高澜庆;矿山企盼智能化[N];中国矿业报;2000年
9 顾正华 唐洪武 肖洋 河海大学水利水电工程学院 李云 南京水利科学研究院水工研究所;水流智能模拟大步走来[N];中国水利报;2005年
10 记者 吴苡婷;用技术挖出网络信息中“金子”[N];上海科技报;2009年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 袁丽华;基于物种进化的遗传算法研究[D];南京航空航天大学;2009年
2 张旭;具有拓扑结构布局优化的理论及算法[D];大连理工大学;2004年
3 廖平;基于遗传算法的形状误差计算研究[D];中南大学;2002年
4 周明;高新技术产业投资环境系统研究[D];西北工业大学;2006年
5 陈霄;DNA遗传算法及应用研究[D];浙江大学;2010年
6 曹宇;利用遗传算法对声障板优化设计的研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
7 于健海;基于遗传算法的模拟电路优化设计方法研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
8 赵诗奎;基于遗传算法的柔性资源调度优化方法研究[D];浙江大学;2013年
9 张需溥;小型化微带天线的设计与数值分析[D];上海大学;2004年
10 杨春成;空间数据挖掘中聚类分析算法的研究[D];解放军信息工程大学;2004年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 朱奉梅;遗传算法在高校排课系统中的研究与应用[D];东北大学;2009年
2 孙晓丽;基于遗传算法的既有线平面及纵断面整正优化设计[D];中南大学;2010年
3 冯秋霞;解最小生成树问题的新的遗传算法[D];西安电子科技大学;2010年
4 郭佳;基于遗传算法的认知无线网络资源分配技术研究[D];西安电子科技大学;2010年
5 宋品;基于改进遗传算法的波束形成技术研究及其应用[D];西安电子科技大学;2010年
6 梁云静;基于遗传算法的主题爬虫搜索策略研究[D];湖北工业大学;2010年
7 高建兵;基于遗传算法的模糊推理控制系统的参数优化研究[D];辽宁工程技术大学;2011年
8 李振业;多向变异遗传算法及其优化神经网络的研究[D];华南理工大学;2011年
9 栾丽霞;遗传算法在潍坊商校排课系统的研究与应用[D];电子科技大学;2011年
10 王辉;基于改进遗传算法的物流配送路径优化研究[D];山东科技大学;2010年
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