摘要：机器人制造单元是智能制造系统的主要载体,研究机器人制造单元的生产调度问题对于提高智能制造系统的生产效率有着重要作用.对此,研究带批处理机的混合流水线机器人制造单元调度问题.首先,针对机器人制造单元与批处理机的生产特性,建立数学优化模型;其次,设计差分进化算法对其进行求解,提出染色体组编码的概念,求解该问题的染色体组由两个染色体构成,第1条染色体确定工件在每个工序选择的机器,第2条染色体确定加工顺序以及机器人的搬运顺序;然后,设计差分变异、交叉以及选择操作;最后,进行数值实验,结果证明,针对带批处理机的机器人制造单元调度问题,差分进化算法能缩短完工时间,得到更好的解.

摘要：设计反应谱是抗震设计的重要依据,由设计谱的特征参数表征。利用差分进化算法标定设计反应谱,可给出拐点周期、特征周期、平台值和衰减指数等特征参数。但标准的差分进化算法易造成优化结果的早熟或停滞,在设计反应谱的标定中导致标定结果不稳定。为实现设计谱标定结果的最优化,该文从PEER数据库中选取60条不同类型的地震加速度反应谱,比较多种改进的差分进化算法的稳定性和适用性,以期为设计反应谱的标定提供优质的方法。通过对比分析多种方法给出的特征参数和评价指标,论证了方法的精确性和稳定性。分析结果表明,GLDE算法在标定设计反应谱的工程问题中能有效地避免标定结果不稳定的现象,获得比其他方法更精确的特征参数,因此推荐GLDE算法标定设计反应谱和研究设计谱的特征参数。

摘要：分支管路是船舶管路系统中最常见和最重要的管路形式。基于协同进化算法和差分进化算法,提出了一种船舶分支管路的新型优化设计方法,并通过3组仿真算例验证了所提优化方法的有效性和实用性。与现有的船舶分支管路设计方法相比,所提优化方法不依赖于网格空间,节省了预处理计算时间和内存;此外,所提优化方法能够对分支管路的每条分支进行并行优化设计,具有较强的全局搜索能力。研究内容对船舶管路智能化设计具有一定意义。

摘要：为了克服反向学习带来的维度退化现象,生成部分反向解增强对反向解空间的勘测能力,提出了一种基于正交设计的反向学习差分进化算法,利用正交设计仅生成若干具有代表性的部分反向解,在增强算法勘测能力与减少函数评价次数上达到了一个良好的平衡.实验结果表明:该算法相对于其他几种反向学习差分进化算法有更好的收敛精度及速度,同时对函数维度变化不敏感,鲁棒性较强.

摘要：差分进化算法能够全局并行和高效搜索,在求解水电站发电优化调度问题中具备一定优势,但同时存在一些问题。本文针对差分进化算法初始种群代表性不足的问题,引入基于均匀设计的初始种群生成方式;针对差分进化算法两种常用变异模式侧重于不同搜索阶段的特点,引入了兼顾两种模式优点的"Rand-Best耦合模式的变异算子";针对算法局部搜索能力欠缺的问题,借鉴梯度寻优思想,构建了"梯度加速附加算子"。以三峡水电站为例,说明了综合改进差分进化算法UCG-MDE的有效性,该算法大幅提高了解的精度、稳定性和收敛率。

摘要：将离散约束优化问题转化为等效约束整数规划问题(Constrained integer programming problem,CIPP),并应用离散差分进化(Discrete differential evolution,DDE)算法求解这类问题。提出DDE算法种群维分量一致的概念,并揭示种群维分量呈现一致状态将导致进化停滞的缺陷,数值算例仿真结果验证了理论分析的正确性。在引入定量刻画DDE算法种群多样性指标——种群多样度Γ的基础上,提出一种基于种群连续进化停滞代数和Γ监测的种群多样性保持策略,以克服种群维分量一致进化缺陷,进而增强算法全局优化能力。将多样性保持策略嵌入DDE算法,并结合可行性规则约束处理技术,形成求解CIPP的多样性保持离散差分进化算法(DDE algorithm with diversity maintenance strategies,DMDDE)。建立某刮板输送机所用二级斜齿圆柱齿轮传动体积最小化设计的离散约束优化模型,再采用DMDDE算法求解该问题。数值试验表明,DMDDE算法的鲁棒性和收敛精度优于4种对比算法。优化结果明显好于原设计方案,齿轮体积较原设计下降40.8%。

摘要：以实数编码的差分进化(DE)算法为基础,引入种群熵估计方法分析种群个体的分散程度,自适应地调整设计变量的搜索范围。采用Navier-Stokes方程作为主控方程计算翼型气动性能,分别采用标准遗传算法(SGA)、基本DE算法和自适应差分进化(ARDE)算法作为气动性能优化算法进行了针对翼型的气动优化设计。函数测试实例表明,ARDE算法具有更好的收敛稳定性和收敛速度。并针对翼型气动优化问题的特点,分析了参数设置对ARDE算法优化结果的影响。实验结果对比表明,ARDE算法得到了更好的优化结果。

摘要：串列叶型可调参数多,上下游叶片有强烈的干涉效应和某种未知的匹配关联,基于传统的叶片优化设计方法难以获得高性能串列叶片。应用Sphere和Rastrigin测试函数对比分析了DE/b/1、DE/b/2、DE/r/1、DE/r/2和DE/r2b/2差分进化模式,从中选取可工程实用的DE/r2b/2进化模式。应用该差分进化模式,综合考虑轴向重合度、节距系数、弯角比、弦长比以及后排来流近似攻角5种参数的共同作用,设计了优化流程、优化策略,确定了优化目标函数,对初始设计的串列叶型进行了优化研究,提出了一种可以考虑串列叶片关键参数的优化策略和方法。优化结果表明,在设计马赫数,大攻角工况下,较原始叶片,优化使得串列叶型静压比增加1.14%,总压损失系数降低6.57%。

摘要：为了研究云制造资源组合中物理制造资源的跨地域高度分散性,在传统差分进化算法的基础上进行改进,提出块变异、块交叉和块选择,针对云制造跨地域特征,设计了最佳运输方案选择策略以及相应的适应度函数计算方法。通过实验说明了该方法能很好地解决传统资源组合和生产调度方法无法满足云制造过程特征需求的问题。

摘要：针对柔性制造系统中机器与混合多载自动导引搬运车(automated guided vehicle, AGV)集成调度问题,以最小化最大完工时间为目标,提出一种改进混合离散差分进化算法,通过离散操作进行差分进化算法的变异、交叉,并对每次迭代的最优个体进行变邻域搜索.设计基于搬运任务、机器和AGV的3层编码结构,并进行合理化调整;设计基于关键路径的变邻域搜索,有针对性地调整关键路径上任务的次序、对应工序的机器和AGV,提高局部搜索效率;设计基于外部档案的个体更新策略,将种群中较差的个体从外部档案中进行替换,提高全局搜索效率.最后,通过实验验证算法改进策略的有效性以及所提出算法的有效性,分析AGV数量、AGV载位容量以及AGV电池可用时间对算法求解结果和改进效果的影响.