遗传算法在船舶航行性能优化中的惩罚策略

简要介绍了遗传算法的基本思想,讨论了运用该方法进行非线性函数约束优化约束处理的一种惩罚策略.然后对于船舶航行性能优化这一具体工程问题,运用该策略进行了优化计算.结果表明,该策略具有很强的实用性.     

基于遗传蝙蝠算法的任务约束船推力分配优化

针对带有任务约束且装配有多个推进器的动力定位船推力分配优化问题,提出一种全新的遗传-蝙蝠优化算法。该算法在遗传算法的基础上将种群分为两部分,一部分为保留的种群精英个体与蝙蝠算法有机结合进行优化;另一部分采用融入自适应策略的遗传算法进行优化。将该算法与所设计的带有任务约束的多维非线性推力分配目标优化函数相结合,通过仿真验证了所提出的算法可有效地解决在任务约束下的动力定位船多推进器的推力分配优化问题,在同一控制器作用下,通过与其他算法对比,该算法可获得更高的动力定位精度与更少的能量消耗,且推进器方位角变化波动小,稳定性强。可见,该算法可以有效解决带有约束的这一类多维非线性规划问题。     

海运库存路径联合优化研究现状与展望

库存路径问题基于供应商管理客户库存策略,运用系统思想将全局决策代替序贯决策,具有重要的研究价值。为了推动海运库存路径问题领域研究,本文分析了联合优化问题的考虑因素与优化目标,归纳了该领域研究现状,对船舶路径与调度计划、港口的库存管理以及时间窗约束进行整合研究,并提出混合整数规划模型。海运库存路径联合优化问题的发展将拓宽供应链优化领域理论研究,同时为企业在市场资源配置上提供更合理的决策支持。     

船舶航行性能优化的模糊遗传算法

模糊遗传算法是一种模糊优化与遗传算法紧密结合的优化方法。它兼有模糊优化的考虑到模糊因素从而更能贴近工程的实际情况和遗传算法的全局寻优能力强的特点。本文中模糊优化采用限界搜索法，它可针对模糊非线性一规划给出一个特定的清晰解。对应特定水平则委托遗传算法进行寻优。为处理等式和不等式混合约束，通过惩罚策略将其吸入遗传算法中染色体的适值。本文采用该方法对船舶航行性能进行优化，以船舶的快速性、操纵性和耐波性三个航行性能综合最优为目标函数，具体做法是取三个性能指标的线性加权和，最后建立的数学模型包括三个等式约束和五个不等式约束。根据以上思想本文用VC＋＋6．0开发了ShipPO优化平台，并在其上进行船舶航行性能优化计算，结果表明，该京城地少，全局寻优能力强，非常符合工程需要。     

液压锚绞机墙架有限元分析及设计优化

运用有限元法对液压锚绞机墙架进行分析,指出墙架有优化的空间。以原墙架有限元分析得到的最大应力和位移为约束,运用OPTISTRUCT对墙架板材厚度进行优化。优化后,墙架的强度有所加强,墙架整体重量减轻了21.4%。该优化分析结果已经在实际产品中应用,并获得良好使用效果,该方法对类似问题的解决具有一定的指导作用和借鉴意义。     

基于应力和刚度的连续体渐进结构优化

近年来,渐进结构优化已发展成工程优化的一种重要方法。目前,渐进结构优化研究多集中在对单约束条件下优化方法的研究,对多约束条件下优化研究较少。为了更好地模拟实际工况,本文在充分分析了有限元理论和材料的弹性力学关系的基础上,找出约束之间的本质联系,提出了基于应力、刚度双重约束渐进结构优化方法。通过经典算例进行验证,优化结果表明了该方法的可行性与有效性。同时,该方法也为其它多约束结构优化提供了一定的参考。     

舰载直升机通用矩阵式系留座优化设计方法研究

为提高舰载直升机系留保障的通用性,舰船采用矩阵式系留座。针对矩阵式系留座的设计,建立了矩阵式系留座优化模型,与传统优化算法相比,该模型兼顾考虑两型舰载直升机的系留强度,采用了双目标模糊策略,使用罚函数处理索具长度约束和系留许用载荷约束,并基于粒子群算法进行寻优。通过某保障两型舰载直升机的舰船矩阵式系留座仿真算例分析,验证了模型和算法的可行性和优化效果。     

基于遗传混沌粒子群混合算法的船舶动力定位推力分配研究

针对船舶动力定位系统中一类非线性有约束的推力分配问题,提出了一种以粒子群算法为基础,并引入混沌理论和遗传算法中交叉及变异策略的混合算法。建立以推进系统能耗最小为目标,包括推进器功率消耗、磨损、推力误差等;以推进器推力、方位角的工作范围和变化速率等为约束条件的多变量非线性有约束优化问题。通过仿真表明,该算法能够解决该优化问题,而且能够兼顾船舶推进系统的能耗和操纵性能,有效地提高了船舶动力定位系统的相关性能。     

基于现代内点法的船舶电力系统无功优化

率先采用现代内点法求解船舶电力系统无功优化。在传统的船舶电力系统无功优化模型等式约束中增加线路传输功率约束,建立了新的船舶电力系统无功优化模型,该模型能有效优化无功。对某船舶电力系统进行了仿真计算,结果验证了方法和所建模型的正确性与有效性。     

无人机辅助通信的联合功率分配和轨迹规划研究

为了提高系统传输性能和频谱利用效率,基于设备对设备直连通信系统的无人机辅助通信系统频谱共享规划,将无人机作为中继为远距离设备进行信息传输,提出了一种基于块坐标下降法的功率分配和轨迹优化算法,采用双凸差分规划研究固定无人机轨迹下的功率优化问题,提出了两步轨迹优化方法解决固定功率下的轨迹优化问题.该算法在满足信息因果约束,系统传输功率约束和无人机和地面点对点共存通信的约束下,最大化接收方的吞吐量.仿真结果表明：该算法在多种情况下均能具备有效性且能够有效优化接收方的吞吐量.     

新能源船舶混合电力系统容量优化策略

在新能源船舶电力系统中,不合理的系统容量分配会引起电网的剧烈波动,增加能源消耗,提高用电成本等不利情况。为保证行驶的安全合理,提出一种考虑船舶横摇的新能源船舶混合电站系统的优化策略。该策略使用加入遗传算法交叉过程的多目标多约束粒子群算法,在考虑船舶航行时横摇的情况下,对船舶电力系统中柴油机的出力以及储能电池的容量进行优化配置,在保证船舶运行效率的同时,减少电力系统运行成本以及燃油消耗。以某远洋油轮为例,在一个航程内,优化后的船舶混合电站系统在满足用电可靠性的前提下,合理分配各电源出力,显著改善了电力系统的用电成本。     

基于广义预测控制的船舶动力定位约束控制

鉴于广义预测控制(GPC)方法能用同一方式处理设备和安全约束,且具有较强的抗扰动能力,提出了一种基于GPC的船舶动力定位约束控制器设计方法。运用前馈控制器克服风力扰动的影响,且所产生的前馈量被用来实时修正推力约束,在修正后的推力约束下滚动优化GPC。对承受风、浪、流扰动的某供应船,采用提出的方法设计控制器,并进行仿真验证。仿真结果表明,所设计的控制器抗扰动能力较强,能完成对船舶的动力定位约束控制。     

改进遗传算法在船舶压载水置换方案求解中的应用

根据船舶压载水置换的安全条件,将压载水置换问题归结为多目标组合优化问题.以总纵弯矩和剪力最小为目标,艏艉吃水条件为约束,采用两舱同时置换的策略,建立了船舶压载水置换问题的优化模型,并引入遗传算法对该问题进行求解.采用整数编码,将多目标问题以权重集合法转化为单目标问题,同时根据压载水置换具体问题,对遗传算法进行了改进.最后以一艘50 000t成品油船的压载水置换问题为例进行仿真试验,试验结果表明,采用遗传算法可以快速地搜索到工程实用方案,具有一定的工程应用价值.     

基于改进进化算法的螺旋桨设计方法研究

本文采用约束直接搜索法进行螺旋桨设计,建立了初步设计和终结设计的数学模型,并运用进化算法优化求解,经过多个实例验算,取得了满意的结果.     

引导进化模拟退火算法在船舶性能优化设计中应用

引导进化模拟退火等法是一种采用全局优化策略的人工神经网络的平行技术，综合了遗传算法、模拟退火、模拟进化的思想，并在解空间实施区域引导。本文用该算法进行船舶性能优化计算，速度快捷，其全局优化策略，可避免陷入局部最小值。     

一种基于遗传算法的变速发电优化控制策略

本文根据柴油机固有油耗特性曲线,提出了一种基于遗传算法的直流电站变速发电优化控制策略,并以潜水给养船为例对该优化策略与平均功率分配控制策略在燃油消耗进行了比较,分析了这种优化控制策略的优势与前景,最后进行了建模仿真验证。     

引导进化模拟退火算法在船舶能优化设计中应用

引导进化模拟退火算法是一种采用全局优化策略的人工神经网络的平行技术，综合了遗传算法，模拟退火，模拟进化的思想，并在解空间实施区域引导，本文用该算法进行船舶性能优化计算，速度快捷，其全局化策略，可避免陷入局部最小值。     

基于关键链技术的施工项目管理进度研究

结合恒逸(文莱)PMB石油化工项目,综合项目总体施工方案、施工难点及项目进度目标的影响因素,基于关键链的项目进度管理技术,对工作的持续时间进行了优化。其中包括了活动时间的估计、项目的工作分解、约束资源及关键链的确定和缓冲区设置等内容,实际成果表明:运用关键链技术能够有效节约工期,该方法值得推广。     

复杂约束对船舶结构优化结果的影响

结合国际海事组织（IMO）对建设和发展绿色船舶的要求,以及业内对船舶节能减排问题的普遍关注,基于《油船与散货船协调共同结构规范》（HCSR）描述性要求,对一艘载重量为1.1×105 t的油船的中剖面结构进行优化设计。以多学科优化软件Isight为优化平台,以多岛遗传算法为优化算法,对比分析简单和复杂2种约束条件下的优化结果。研究结果显示,仅采用简单约束的优化方案、采用简单约束和屈曲强度约束的优化方案,以及采用简单约束、屈曲强度约束和疲劳强度约束的优化方案,分别能使中剖面面积减小5.72%、5.03%和4.81%。研究结果表明：疲劳强度约束对优化结果的影响较小,必要时可将其忽略;屈曲强度约束对优化结果的影响较大,不可忽略。     

张力腿平台尺度优化设计

提出了一种张力腿平台（ＴＬＰ）的尺度优化模型。以平台造价为目标函数,考虑尺寸约束,运动约束和强度约束,用约束变尺度法求解了尺度优化这个非线性规划问题,为张力腿平台的概念设计提供了一种有效的工具。