基于多目标优化算法NSGA Ⅱ的极地穿梭油轮型线设计

  目的  随着北极丰富油气资源的不断开采,需要大量满足极地航行要求的船舶。  方法  将非支配排序遗传算法（NSGA Ⅱ）应用于船体型线优化设计,提出极地船舶多目标优化方法。以船舶无冰静水阻力以及冰区航行阻力为优化目标,通过极地船舶排水量以及船舶能效设计指数EEDI两项标准进行船型筛选,快速实现满足冰区船舶装载量与EEDI排放要求的船型优化。以常规6.5万吨穿梭油轮为研究对象,采用全参数化建模方式,通过极地船舶多目标优化方法分别对3种不同艏部形式的船型进行优化,  结果  优化后的船型均满足冰区IA级航行要求,其中无冰静水阻力最大减小约12.94%,冰区最小推进功率最大减小约27.36%,  结论  有效验证了基于NSGA Ⅱ的极地船舶多目标优化方法的可行性与合理性。     

基于差分进化算法的微电网多目标优化调度

能源的紧缺和环境污染问题的加剧,使得人们对微电网有了越来越多的研究。通过对微电网的并网运行进行研究,设计了包含光伏、风机、储能电池单元的微电网系统,综合考虑系统的供电可靠性,环境污染和成本花费三个方面,采用多目标差分进化算法来寻求一组非劣解来确定最终方案。最后通过一组案例数据对系统的优化调度进行了分析和验证。     

基于多目标优化遗传算法的武器-目标分配

针对武器‐目标火力分配问题,建立了基于效能最大和用弹量最少的多目标优化模型。基于 Pareto集非劣分层思想对遗传算法进行改进,利用非劣分层遗传算法处理武器‐目标分配多目标优化问题。非劣分层遗传算法通过对种群内的所有个体的多个目标函数进行非劣分层排序来度量个体的适应能力,通过遗传算法实现多样性进化操作,能够获取Pareto最优解集,以供决策者参考。仿真试验表明：该方法能够获得满意的分配结果,方便快捷地解决多平台多类型武器‐目标分配问题。     

基于MATLAB遗传工具箱的多目标函数优化

本文对遗传算法的基本特点、步骤和流程和基于MATLAB的遗传算法优化工具箱进行了介绍,结合多目标函数问题的优化实例,说明了遗传算法是一种具有良好的全局寻优性能的优化方法.     

基于改进NSGA-Ⅲ的内河集装箱船舶配载多目标优化

内河集装箱运输差异化特征导致船方配载决策时考虑多目标优化,为满足船舶运输经济性和适航性需求,以优化船舶堆栈占用数量、阻塞箱数量、稳性高度、横倾角值及纵倾值为目标,构建内河集装箱船舶配载多目标优化模型。为实现多目标优化问题有效求解,采用灰熵并行分析法改进第三代非支配遗传算法(Non-dominated Sorting Genetic Algorithm-Ⅲ,NSGA-Ⅲ),将灰熵并行关联度作为适应度值引导算法进行精英选择。结果表明：改进后算法在求解性能表现上优于采用一般选择策略的算法,对算例参数设置具有较好鲁棒性,可为船方实际制定内河集装箱船舶配载计划提供一定决策支持。     

船舶柴油机调速器参数整定的多目标优化和多属性决策研究

综合考虑系统在输入阶跃扰动和负荷扰动两个工况时的超调量、稳定时间和ITAE指标,研究了PID控制器参数寻优的问题。采用多目标遗传算法求出Pareto最优解,使用信息熵法和逼近理想解的排序方法（TOPSIS）对Pareto最优解给出了排序。计算了一艘水面船舶柴油机调速器控制的数值算例,结果表明本文方法有效,所设计的PID性能优异,可以工程实际应用。     

基于多目标遗传算法的船舶修理计划优化研究

针对船舶修理工作中的计划任务分配问题,提出了基于多目标遗传算法的船舶修理计划优化的方法。将修理经费和时间作为两个追求的目标函数,采用改进的非支配解排序的多目标进化算法（NSGA II）对优化模型进行了求解,得到了任务分配的Pareto优化解。这种方法能够比通常的加权和方法得到更多的计划方案,能够给任务制订者更多的选择。文中计算了一个维修任务分配例子,并且和通常单目标优化结果进行了比较,表明了该方法的有效性和实用性。     

基于Pareto遗传算法的船舶操纵性能多目标优化技术研究

针对船舶初始设计阶段船舶操纵性能优化这一复杂的多目标问题,开展相应的多目标优化方法研究。利用Pareto方法的特点,提出基于Pareto遗传算法来解决传统方法中的这个问题。经过优化可以得到均匀分布的Pareto解集,便于进行分析比较和选择,并给出计算实例。     

多目标模糊优化在船舶结构设计中的应用

船舶的结构设计过程需要分析和处理大量的不确定性因素,比如结构尺寸、载荷、强度和配合公差等参数,是一个典型的多目标优化过程。为了提高船舶结构的质量,对大量不确定性因素进行优化求解具有重要的意义。本文根据船舶结构设计过程的不确定因素,建立多目标模糊优化函数模型,并采用多目标分层序列法和权重分配法对具有重要性差异层次的目标函数进行判定,找到船舶结构设计参数的最优解。     

船舶结构多目标模糊优化的对称解法

本文基于模糊集理论，提出了结构多目标模糊规划的对称解法。定义了多目标模糊规划的模糊有效解和模糊弱有效解。给出了几个实用的求解模型，船舶结构设计的实例表明这些方法是可行和实用的。     

船舶水动力性能的多目标优化方法

很多对船舶水动力性能的优化都是对单一性能进行研究,已经不适用于现代化的造船要求。本文对不同遗传算法和粒子群优化算法进行分析,探讨其在船舶水动力性能优化方面的作用,以DTMB5415为母型船进行优化,改变不同算法的参数设置观察优化结果,最后通过分析Pareto解得到最适用于本次研究的优化算法及其参数设置。     

船舶初步设计的多目标优化研究

提出了应用于船舶初步设计的多目标优化策略和决策方法.详细介绍了集成模型分析和优化算法的多目标优化求解思路,并使用改进的非支配排序遗传算法获取优化问题的Pareto解集.针对多目标优化问题中各子目标之间存在相互冲突、不能同时达到最优的特性,采用多属性决策理论对设计空间进行计算分析,找出.Pareto前沿面上的最优解.以散货船的初步设计为实例,对多目标优化策略和决策方法进行了验证分析.结果表明优化策略和决策方法不仅是可靠的、实用的,而且能广泛应用于各类船舶初步设计的优化与决策分析中.该文为船舶的初步设计提供了一条新途径.     

基于多目标优化的蛋白质三维结构预测

蛋白质的功能主要由三维结构来决定,但通过实验的方式获取三维结构需要耗费大量人力物力.从头预测法即从氨基酸序列出发,通过模拟蛋白质折叠的过程,并用能量函数对中间构象进行评价,不断优化新构象的全局最小自由能,来期望计算生成足够相似于天然蛋白的结构.文中基于多目标智能优化的TRIOFOLD方法,基于ROSETTA、CHARMM、RWPLUS 3个能量函数,并利用多目标优化的方法来生成非支配集合,最后利用KNEE算法筛选得到最终结构.实验表明多目标TRIOFOLD算法能提供多样化的通过不同能量函数的均衡来评定最优解的三维结构,验证了基于多目标智能优化进行复杂蛋白结构预测优化的可行性.     

基于多目标遗传算法和多属性决策的船舶PID控制器参数整定

提出了一种基于多目标遗传算法和多属性决策的PID参数设计方法,综合考虑系统超调量、稳定时间和ITAE指标,采用多目标遗传算法(MOGA)求出Pareto最优解.由这些Pareto最优解构成决策矩阵,使用客观赋权的信息熵法对最优解的属性进行权值计算,然后采用逼近理想解的排序方法(TOPSIS)进行多属性决策(MADM)研究,对Pareto最优解给出排序.计算了一个二阶船舶控制的数值算例,结果表明本文提出的联合方法通用性好,设计的PID性能优异,适合工程实际应用.     

基于多目标遗传算法的SWATH船稳定鳍优化设计

针对稳定鳍的各参数对SWATH船纵向运动性能具有较大影响的特点,建立了稳定鳍的多目标优化模型,并运用基于Pareto解的多目标遗传算法对其求解.然后,以SWATH-6A为例对稳定鳍进行了优化设计.从仿真结果来看,在相同条件下优化得到的稳定鳍能使SWATH船具有更好的纵向运动性能.因此,本文的优化方法是合理的、有效的,有一定应用价值.     

基于向量评价遗传算法的工程项目多目标优化

进度、费用和质量为工程项目的3大主要控制目标，工程项目多目标优化就是要尽可能实现3大目标的和谐统一。利用多目标优化理论建立了面向工程项目的多目标优化模型，给出了利用向量评价遗传算法对工程项目多目标优化问题的求解设计思路，阐述了算法的实现流程，并通过实例验证了该模型有效解决工程项目多目标优化的可行性。     

基于模糊集合理论的船舶碰撞危险度模型

为了解决多船避碰决策过程中避让行动优先级问题,提出一种基于模糊集合理论的船舶碰撞危险度确定模型。选取最近会遇距离、最近会遇时间、船间距离、相对方位、船速比5个因素建立碰撞危险度影响因素集,并确定各因素评价集、评价指标以及各参数的隶属度函数,经模糊综合评价得到船舶碰撞危险度计算模型。设置两船交叉会遇以及多船交叉会遇2种会遇局面进行仿真实验,实验结果验证了该模型的有效性。     

基于模糊集合理论的船舶碰撞危险度模型

为了解决多船避碰决策过程中避让行动优先级问题,提出一种基于模糊集合理论的船舶碰撞危险度确定模型。选取最近会遇距离、最近会遇时间、船间距离、相对方位、船速比5个因素建立碰撞危险度影响因素集,并确定各因素评价集、评价指标以及各参数的隶属度函数,经模糊综合评价得到船舶碰撞危险度计算模型。设置两船交叉会遇以及多船交叉会遇2种会遇局面进行仿真实验,实验结果验证了该模型的有效性。     

Nash均衡模型的船舶主尺度多目标优选

提出以船舶运输成本和年运货量为目标函数,建立主尺度的多目标优化模型,将设计变量集合分解为各博弈方的策略集。采用非合作Nash均衡模型,求解博弈方相对其他博弈方的最佳对策,最终获得Nash均衡模型的博弈均衡解。实例分析表明,Nash均衡优选法能快速、合理地选择船舶主尺度,并通过该算例证明该方法的有效性与可行性,拓展了船型优选的设计方案。     

化工危险品运输航线选择的多目标模型

随着化工危险品全球海运量的增加,其航线选择具有重要的现实意义。针对化工危险品航线选择时所需考虑的各目标间的矛盾性,本文建立了化工危险品运输航线选择的多目标模型。将各目标函数化为无量纲函数后相加,形成运输航线总目标函数并求出最优解,从而得到化工危险品运输的最优航线方案,为化工危险品运输航线提供选择依据。