摘要：针对自由曲面空间网格结构形状优化问题,将模拟植物生长算法(PGSA)引入结构形状优化领域。根据PGSA基本原理,提出双生长点并行生长机制、迭代稳定性判断机制及增强型随机多向搜索机制,并和基于生长空间限定与并行搜索算法(GSL&PS-PGSA)相结合,建立了基于融合GSL&PS-PGSA的自由曲面空间网格结构形状优化方法。该方法以广义形状参数表征形状优化设计变量,可有效避免产生奇异结构并提高优化效率。在此基础上,给出了相应的形状优化模型及流程,并采用MATLAB及ANSYS二次开发语言APDL编制了优化程序。对典型合理拱结构曲面及自由曲面网壳结构进行算例分析,结果表明:所提出的PGSA新机制显著提升了算法的寻优能力及稳定性;基于融合GSL&PS-PGSA的自由曲面空间网格结构形状优化方法,其优化效果明显,发掘了结构的合理形态,改善了结构的受力性能,适用于多变量、多荷载组合及复杂约束的大规模自由曲面空间网格结构形状优化,为复杂形体空间结构的设计选型提供了新的途径。

摘要：针对模拟植物生长算法(PGSA)系列算法中存在的搜索路径相对单一、搜索覆盖面不够广等问题,结合复杂结构优化问题中设计变量多、存在多个局部最优解、算法难以自动终止等特点,基于PGSA的基本原理和植物的实际生长规律,提出一种新的算法机制——双生长点并行生长机制,并与基于生长空间限定与并行搜索(GSL&PS-PGSA)算法相融合。通过典型数学及空间桁架结构算例进行了验证,结果表明:双生长点并行生长机制增加了寻优搜索路径,拓宽了搜索覆盖面,降低了陷入局部最优解的概率,并为算法提供更为有效的终止机制,从而具有更加显著的优化效率及全局搜索能力;与序列两级算法、蚁群算法等常用优化方法相比,融入双生长点并行生长机制的GSL&PS-PGSA进一步提升了算法的优化求解能力,在结构优化问题中表现出良好的适应性及有效性。

摘要：作为一种新型启发式智能优化算法,模拟植物生长算法(PGSA)建立以植物向光性机理为基础的生长动力模型,以形成向全局最优解迅速生长的搜索机制.针对大规模复杂优化问题中生长空间大、设计变量多、可能存在多个局部最优解、算法难以自动终止等特点,基于PGS A基本原理,提出了3种新的算法改进机制——可生长点集合限定机制、新增可生长点剔除机制以及混合步长并行搜索机制,并通过典型数学和桁架结构算例分析对提出的改进算法的效果进行验证.结果表明:可生长点集合限定机制能有效控制生长空间规模,具有较强的局部搜索能力;新增可生长点剔除机制通过与前者的结合,为PGSA提供了有效的算法终止机制;混合步长并行搜索机制在生长前期便具备优异的全局搜索能力,能快速获取到最优解范围.所提出的新机制显著提升了PGSA 算法优化的有效性及适应性,从而为结构优化问题提供了新思路.

摘要：交通拥堵问题的加剧使传统物流网络在我国大型城市已达到极限,未来地面物流系统将逐步向地下不同层次里转移并释放出城市地上空间.本文以斯坦纳最小树(SMT)为理论模型,建立了符合我国大型城市不断扩展这一特点的树状地下物流网络布局模型.由于SMT为NP-完全问题,因此算法的寻优能力是研究的关键.本文所采用的模拟植物生长算法(PGSA)是以植物向光性理论为启发式准则的智能算法,该算法是利用人工植物在给定物流节点集解空间中的生长过程得到城市地下物流网络的最优布局.通过对国际公布的STEINLIB实例数据计算并与蚁群算法和模拟退火算法进行比较,表明模拟植物生长算法具有较强的精确性、稳定性和全局搜索能力.

摘要：为弥补传统设计理念和优化方法的不足,促进空间结构的发展与创新,结合前沿优化理论,依据模拟植物生长算法(PGSA)的基本原理,提出基于生长空间限定与并行搜索的模拟植物生长算法(GSL&PS-PGSA),并与空间结构优化相结合,建立了基于GSL&PS-PGSA的空间结构优化方法。给出了相应的结构优化流程,并采用MATLAB及ANSYS二次开发语言APDL编制了优化程序。通过单层球面网壳截面优化和弦支穹顶预应力优化的典型空间结构算例分析,结果表明:所提出的GSL&PS-PGSA为算法提供了有效的终止机制,且具有高效的计算效率及全局搜索能力;与遗传算法(GA)、粒子群算法(PSO)、ANSYS自带优化方法以及其他改进PGSA算法等相比,GSL&PS-PGSA的优化效果更为显著且具有明显优势;所建立的基于GSL&PS-PGSA的空间结构优化方法,可适用于各类传统和新型空间结构体系的优化问题。

摘要：针对桁架结构优化问题,给出基于改进的生长空间限定与并行搜索的模拟植物生长算法(GSL&PS-PGSA)优化模型,对典型平面桁架、空间桁架结构分别进行截面优化及形状优化分析,结果表明:改进GSL&PS-PGSA算法的优化效果显著,其优化所得结构经济高效;对于平面桁架截面优化,相比二级优化法、相对差商法及连续变量法,改进GSL&PS-PGSA所得结构较其减少了8%~15%的用钢量;对于空间桁架优化,截面优化所得结构总质量较序列两级算法轻约8.1%,较蚁群算法轻约3.6%,而形状优化所得结构总质量则分别较序列两级算法、蚁群算法轻约31.2%、22.4%。因此,改进的GSL&PS-PGSA算法对桁架结构优化问题具有良好的适用性。

摘要：通讯网络作为现代社会信息系统不可或缺的重要枢纽,其设计问题直接影响总消耗成本的高低.本文提出了基于模拟植物生长算法求解通信网络设计问题的新方法.对于给定原始通讯节点的通讯网络,利用模拟植物生长算法来构造网络的Steiner最优树使得网络总布线耗费达到最小.通过对实例计算,结果表明,本算法不仅可获得问题的最优解,计算所需时间也有减少,明显优于其他方法.

摘要：超市作为服务型企业,能否最大限度地使顾客满意,直接关系到企业的利润收益和市场竞争力,因此对超市收银口的优化调度研究具有重要的现实意义。首先运用三元组α/β/γ方法对问题进行描述,将收银口调度描述为一类以最大化顾客满意度为主要目标,最小化经营成本为次要目标,具有机器使用限制和先入先出(FIFO)原则的优化调度问题,并建立了相应的数学模型;接着运用模拟植物生长算法(PGSA)进行了算法设计;最后用实际案例进行了数值仿真,验证了方法的有效性和可行性。

摘要：基于模拟植物生长算法(PGSA),提出了一种求解丢番图方程的通用性智能算法。在该算法中,按照L-系统进行三次分型后得到植物初始生长点,将丢番图方程解空间作为植物的生长环境,建立以生长规则为基础的植物系统演绎方式和以植物向光性理论为基础的概率生长模型。通过对典型问题的求解,表明模拟植物生长算法具有搜索精度高,求解稳定性强的特点,本算法尝试改变目前丢番图方程"一种方程一种解法"的研究状况。

摘要：为了降低耗能和减少花费,提出了对无线传感网络设计中的最小连通集合划分的方法。采用对网络进行Voronoi划分成近似覆盖集合,对不满足连通的情况采用一种基于模拟植物生长算法生成Steiner最优树的连通算法来实现网络连通的方法。通过对算法的时间复杂度分析及算例实验,验证了该算法不但可获得最优解,同时精度和性能也有提高,明显优于其它方法。