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基于自适应填充准则的昂贵约束优化算法
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作者 谭瑛 常圣方 +1 位作者 孙超利 李晓波 《太原科技大学学报》 2024年第4期329-335,共7页
近年来,代理模型辅助的优化算法用于求解昂贵约束问题逐渐受到关注。这类算法中,选择个体进行真实昂贵约束和目标函数计算的策略将直接影响算法的求解结果。但目前的算法对模型更新操作不够严谨,为了解决在昂贵评价次数有限的情况下获... 近年来,代理模型辅助的优化算法用于求解昂贵约束问题逐渐受到关注。这类算法中,选择个体进行真实昂贵约束和目标函数计算的策略将直接影响算法的求解结果。但目前的算法对模型更新操作不够严谨,为了解决在昂贵评价次数有限的情况下获得较好的可行解。该算法提出了利用可行规则法进行环境选择,并根据到目前为止是否找到可行解提出一种自适应的填充准则。该方法填充准则思路是:当样本库没有找到可行解时,利用可行性概率选择概率最大的个体进行真实评价。否则若至少找到一个可行解时,选择约束期望提高值最大的个体进行真实的昂贵目标函数和约束函数评价。该方法提高了高斯过程模型的准确度和进化种群的收敛能力。在实验对比上,10个测试函数和工字梁设计优化问题上的运行结果表明,该算法相比于已有针对昂贵约束优化问题的求解算法具有更好的寻优能力。 展开更多
关键词 代理模型 约束优化 可行性概率 约束期望提高
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基于仿真试验和Kriging模型的多目标优化问题全局优化算法 被引量:11
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作者 张建侠 马义中 +1 位作者 朱连燕 韩云霞 《计算机集成制造系统》 EI CSCD 北大核心 2017年第10期2136-2145,共10页
针对复杂工程系统的多目标仿真优化问题,基于Kriging模型,提出一种将优化过程与试验过程相结合的全局多目标优化算法。该算法利用构造的加点准则序贯选取能应对约束和逼近真实Pareto解集的试验点,只需少量仿真试验就能得到优化问题的高... 针对复杂工程系统的多目标仿真优化问题,基于Kriging模型,提出一种将优化过程与试验过程相结合的全局多目标优化算法。该算法利用构造的加点准则序贯选取能应对约束和逼近真实Pareto解集的试验点,只需少量仿真试验就能得到优化问题的高精度Pareto解集。考虑试验点的可行性概率、间隔距离和Kriging模型的不确定性,设计亦能有效辨识非连通可行域的加点准则;提出以最大化试验点的期望超体积改进和可行性概率为目标的近似Pareto解集改进准则,使新试验点兼顾改进近似Pareto解集的质量和精确刻画可行域边界。通过三个数值算例将所提算法与已有算法进行比较,计算结果验证了所提算法的有效性和高效性。 展开更多
关键词 约束多目标优化 KRIGING模型 PARETO前沿 全局优化 期望超体积改进 可行性概率
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基于Kriging模型和两目标约束应对策略的代理优化算法 被引量:7
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作者 张建侠 马义中 +1 位作者 张延静 欧阳林寒 《计算机集成制造系统》 EI CSCD 北大核心 2018年第12期3001-3007,共7页
为了解决包含黑箱约束的复杂工程系统的优化设计问题,提出一种基于Kriging模型和两目标约束应对策略的代理优化算法。该算法将改进目标函数的期望改进准则和刻画可行域边界的可行性概率准则同时作为优化目标,再从得到的Pareto集中选取... 为了解决包含黑箱约束的复杂工程系统的优化设计问题,提出一种基于Kriging模型和两目标约束应对策略的代理优化算法。该算法将改进目标函数的期望改进准则和刻画可行域边界的可行性概率准则同时作为优化目标,再从得到的Pareto集中选取新试验点,不仅提高了新试验点选取的目的性也使新试验点兼具探索最优解和开发可行域边界的能力。最后,通过两个数学算例和一个工程算例将所提算法与已有算法进行比较,计算结果表明基于两目标约束应对策略的代理优化算法具有更高的优化精度、效率和稳健性。 展开更多
关键词 黑箱约束 KRIGING模型 代理优化算法 两目标约束应对策略 期望改进 可行性概率
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基于群集智能的MANET路由算法 被引量:3
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作者 曹天柱 李珊君 任瑞玲 《四川大学学报(工程科学版)》 EI CAS CSCD 2004年第1期102-105,共4页
为了在MANET中建立和维护路由,提出一个新的基于群集智能的MANET路由算法。群集智能路由算法属于主动路由算法,使用ant(agent)在MANET中动态发现和维护路由。模拟试验显示群集智能路由算法在带宽有限,拓扑结构不断变化的MANET环境中,具... 为了在MANET中建立和维护路由,提出一个新的基于群集智能的MANET路由算法。群集智能路由算法属于主动路由算法,使用ant(agent)在MANET中动态发现和维护路由。模拟试验显示群集智能路由算法在带宽有限,拓扑结构不断变化的MANET环境中,具有较好的可靠性和工作效率。 展开更多
关键词 群集智能 MANET路由算法 可行性概率 移动AD HOC网络 拓扑结构 主动路由算法
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基于均值改进控制策略的昂贵约束并行代理优化算法 被引量:5
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作者 林成龙 马义中 肖甜丽 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第6期707-718,共12页
针对具有黑箱特性的昂贵约束优化问题及工程中计算资源利用率不高问题,提出了新的基于均值改进控制策略的并行代理优化算法.该算法为了减少仿真建模计算负担,选取Kriging近似模型对目标函数和约束函数进行近似估计.在Kriging模型基础上... 针对具有黑箱特性的昂贵约束优化问题及工程中计算资源利用率不高问题,提出了新的基于均值改进控制策略的并行代理优化算法.该算法为了减少仿真建模计算负担,选取Kriging近似模型对目标函数和约束函数进行近似估计.在Kriging模型基础上,利用均值改进与新增试验样本间的不等关系构建具有距离特性的控制函数.算法的均值改进控制策略通过控制函数调整最大改进值,实现样本设计空间的多点填充.算法适用范围:1)计算成本主要来自于仿真估计而非优化;2)复杂的工程或商业软件内部无法修改的昂贵仿真问题.数值算例和仿真案例表明:该算法可有效获取近似最优解,减少仿真试验次数的同时弱化均值改进准则的贪婪特性.相比于其他多点填充策略,均值改进控制策略可有效提升算法计算效率.此外,算法获取优化问题近似最优解的稳定性和精度均具有一定优势. 展开更多
关键词 KRIGING模型 昂贵约束优化问题 均值改进控制策略 并行计算 可行性概率
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基于Kriging模型的自适应多阶段并行代理优化算法 被引量:3
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作者 乐春宇 马义中 《计算机集成制造系统》 EI CSCD 北大核心 2021年第11期3227-3235,共9页
为了充分利用计算资源,减少迭代次数,提出一种可以批量加点的代理优化算法。该算法分别采用期望改进准则和WB2(Watson and Barnes)准则探索存在的最优解并开发已存在最优解的区域,利用可行性概率和多目标优化框架刻画约束边界。在探索... 为了充分利用计算资源,减少迭代次数,提出一种可以批量加点的代理优化算法。该算法分别采用期望改进准则和WB2(Watson and Barnes)准则探索存在的最优解并开发已存在最优解的区域,利用可行性概率和多目标优化框架刻画约束边界。在探索和开发阶段,设计了两种对应的多点填充算法,并根据新样本点和已知样本点的距离关系,设计了两个阶段的自适应切换策略。通过3个不同类型算例和一个工程实例验证算法性能,结果表明,该算法收敛更快,其结果具有较好的精确性和稳健性。 展开更多
关键词 KRIGING模型 代理优化 加点准则 可行性概率 多点填充
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权期望填充准则作用下的Kriging自适应建模及全局优化算法 被引量:2
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作者 彭行坤 林成龙 马义中 《计算机集成制造系统》 EI CSCD 北大核心 2022年第3期826-833,共8页
Kriging代理模型可有效近似包含黑箱约束的工程优化问题,但存在仅依靠原始样本数据建模精度不高,工程优化效率低等问题。针对上述问题,提出了综合Kriging模型、权期望改进准则及进化算法的新有效全局优化算法。该算法的权期望填充准则... Kriging代理模型可有效近似包含黑箱约束的工程优化问题,但存在仅依靠原始样本数据建模精度不高,工程优化效率低等问题。针对上述问题,提出了综合Kriging模型、权期望改进准则及进化算法的新有效全局优化算法。该算法的权期望填充准则在期望改进准则启发下,依据距离函数与期望增量的函数关系,构造权函数实现对新填充准则全局及局部探索能力的调整,使其具有依据试验点距离进行自适应调整进而跳出局部最优解实现全局优化的特性。数值算例和工程实例结果表明,在新准则和Kriging模型作用下的全局优化算法能够实现对优化问题的快速求解,精度高且具有较好的稳定性。 展开更多
关键词 KRIGING模型 权期望填充准则 全局优化 可行性概率
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基于Kriging模型的多目标代理优化算法及其收敛性评估 被引量:8
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作者 张建侠 宋明顺 +1 位作者 方兴华 邓钰佳 《计算机集成制造系统》 EI CSCD 北大核心 2021年第7期2035-2044,共10页
为提高黑箱系统优化设计的效率,基于Kriging模型、期望超体积改进和可行性概率准则,提出一种改进的多目标代理优化算法。该算法的可行域探索准则包含考虑试验点间距离的项,对可行域非连通的优化问题也有效;Pareto解集改进准则以同时优... 为提高黑箱系统优化设计的效率,基于Kriging模型、期望超体积改进和可行性概率准则,提出一种改进的多目标代理优化算法。该算法的可行域探索准则包含考虑试验点间距离的项,对可行域非连通的优化问题也有效;Pareto解集改进准则以同时优化期望超体积和可行性概率准则为目标,在改进Pareto解集的同时兼顾了对可行域边界的刻画;最后,结合条件模拟方法和随机集理论,提出一种不依赖真实解集的算法收敛性评估方法。通过两个算例将提出的优化算法与已有算法进行对比分析,结果证实了所提算法的高效性及算法收敛性评估方法的可行性。 展开更多
关键词 多目标优化设计 PARETO解集 KRIGING模型 期望超体积改进 可行性概率 条件模拟
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偏最小二乘Kriging模型辅助的高效全局优化方法
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作者 彭行坤 马义中 林成龙 《计算机集成制造系统》 EI CSCD 北大核心 2023年第7期2376-2384,共9页
针对昂贵约束优化问题中因超参数过多引发的维数灾难及优化效率不高问题,提出一种新的偏最小二乘Kriging模型辅助的高效全局优化方法。该方法通过偏最小二乘核函数提升Kriging模型建模效率,构建两种偏最小二乘权期望填充准则实现模型的... 针对昂贵约束优化问题中因超参数过多引发的维数灾难及优化效率不高问题,提出一种新的偏最小二乘Kriging模型辅助的高效全局优化方法。该方法通过偏最小二乘核函数提升Kriging模型建模效率,构建两种偏最小二乘权期望填充准则实现模型的自适应调整及高效全局优化。测试函数及工程实例结果表明,所提方法可有效减少超参数计算量,提升昂贵约束优化问题求解效率。尤其在高维问题中,所提方法在解的收敛速度,稳健性及精度方面均具有优势。 展开更多
关键词 KRIGING模型 偏最小二乘核函数 偏最小二乘期望改进准则 可行性概率 高效全局优化方法
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数据驱动的贝叶斯SVR自适应建模及昂贵约束多目标代理优化
10
作者 林成龙 马义中 +1 位作者 肖甜丽 熊佳玮 《控制与决策》 EI CSCD 北大核心 2023年第10期2977-2986,共10页
实际工程中的多目标优化问题往往具有黑箱特性且需要耗时的功能性评估,采用传统的进化优化方法求解,存在计算成本高昂且难以实现的问题.考虑代理优化方法在处理需要功能性评估工程设计问题中的高效性,提出一种小样本数据驱动下的贝叶斯... 实际工程中的多目标优化问题往往具有黑箱特性且需要耗时的功能性评估,采用传统的进化优化方法求解,存在计算成本高昂且难以实现的问题.考虑代理优化方法在处理需要功能性评估工程设计问题中的高效性,提出一种小样本数据驱动下的贝叶斯SVR自适应建模及昂贵约束多目标代理优化方法.该方法在实现过程中选取贝叶斯SVR模型以减少功能性评估过程的昂贵仿真成本,利用最大化约束期望改进矩阵聚合策略进行新设计方案选取,并通过小样本信息的不断更新实现数据驱动下的贝叶斯SVR模型自适应更新和逐步优化.贝叶斯SVR模型具有强的边界刻画能力及预测不确定性度量功能,可为新样本挑选提供预测精度保障及潜在的改进方向.所提出的切比雪夫距离和曼哈顿距离聚合策略从样本填充的改进范围考虑,使其具有较强的改进边界探索能力,在多变量优化问题中具有计算复杂度低、适用性强的特点.测试函数及工程实例结果表明:1)所提出的方法可在小样本条件下有效减少昂贵仿真成本,提升昂贵约束多目标问题的优化效率;2)获取昂贵约束多目标问题的Pareto前沿在收敛性、多样性及空间分布性方面均具有一定优势. 展开更多
关键词 数据驱动 贝叶斯SVR模型 昂贵多目标优化问题 约束期望改进矩阵 距离聚合策略 可行性概率
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