遗传算法在计算机流体动力学中用于多目标优化 这是莱昂大学(University of Leon)为航空航天工程学士学位而开发的高级论文。 但是,这个项目是在佛蒙特大学的交流计划期间完成的。 本文的主要目的是将诸如遗传算法(GA)等超启发式优化方法与具有多目标(MO)的计算机流体动力学(CFD)模拟的航空航天案例相结合。 作者: 哈维尔·洛巴托·佩雷斯(Javier Lobato Perez) 顾问: 伊夫·达比夫(Yves Dubief)和拉斐尔·桑塔马里亚(Rafael Santamaria) 机构: 佛蒙特大学-机械工程系 该项目需要某些软件在计算机上才能正常运行。 必备条件是python (使用的版本为3.6.1 )(使用jupyter notebook或jupyter lab执行笔记本并了解该过程的基本知识), OpenFOAM (使用5.00版)和paraView (
2026-02-03 11:28:10 92.99MB genetic-algorithm
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本文研究了改进免疫算法与HFSS联合仿真技术在天线多目标优化中的应用。免疫算法是一种模拟生物免疫系统机制的优化算法,它在处理复杂的多目标优化问题上显示出独特的性能和优势。本文首先对免疫算法和HFSS联合仿真技术进行了介绍,包括免疫系统的基本原理、免疫算法的类型及特点,以及高频电子系统分析软件HFSS的功能和应用范围。 随后,文章详细探讨了天线多目标优化问题,解释了多目标优化的概念以及天线设计中常见的多目标优化问题。在改进免疫算法的研究中,本文阐述了其理论基础和主要方法,特别是在天线优化模型的构建和实验环境搭建中的应用。 此外,文章还探讨了HFSS联合仿真技术与改进免疫算法的结合,分析了深度学习与改进免疫算法结合的可能性及其在HFSS联合仿真技术中的应用。通过实际天线性能对比分析,验证了改进免疫算法在天线多目标优化中的有效性,并对算法的收敛性能进行了评估。 文章总结了主要研究成果,并对未来发展进行了展望。本文的研究成果不仅有助于提高天线设计的性能,也为其他领域的多目标优化问题提供了有效的解决方案和理论支持。 研究背景表明,随着无线通信技术的快速发展,对天线设计提出了越来越高的要求,包括更好的辐射效率、更宽的带宽和更高的增益等。在这样的背景下,寻找一种高效、精确的天线优化方法显得尤为重要。 天线多目标优化问题在设计过程中需要解决多个参数和指标的优化,常规的优化方法在处理这类问题时往往存在效率低下、易陷入局部最优等问题。而改进免疫算法通过模拟生物免疫系统的多样性和高效性,能够处理复杂的多目标优化问题,从而克服了传统优化方法的不足。 HFSS联合仿真技术是一种高度集成的高频电磁场仿真软件,能够模拟和分析复杂的高频电子系统,包括天线设计。它能够提供精确的仿真结果,为天线设计提供理论依据。将改进免疫算法与HFSS联合仿真技术结合起来,可以充分利用两者的优势,提高天线优化的效率和精度。 改进免疫算法在天线多目标优化中的应用,通过改进算法的参数设置、种群规模和进化策略等,进一步提高了算法的搜索效率和解的多样性。同时,结合HFSS仿真技术,可以在算法的每一代中对天线模型进行精确仿真,从而有效地评估解的质量,进一步指导算法搜索的方向。 通过实验环境搭建与数据采集,本文在实际应用中验证了改进免疫算法与HFSS联合仿真技术在天线多目标优化中的有效性。实验结果表明,该方法能够在较短的时间内找到满足设计要求的天线结构参数,优化后的天线性能得到了显著提升。 展望未来的研究方向,本文提出了一些可能的改进措施和探索领域,例如算法的进一步优化、处理更复杂的多目标优化问题,以及在其他工程问题中的应用等。这将为相关领域的研究提供新的思路和方法。
2026-01-22 20:39:26 96KB 人工智能
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本文介绍了多目标向光生长算法(MOPGA)在多无人机协同路径规划中的应用。MOPGA是基于植物细胞响应阳光生长模式提出的元启发算法,适用于处理多目标优化问题。文章详细阐述了多目标无人机路径规划模型,包括路径成本、约束成本(威胁成本、飞行高度成本、平滑成本)的计算方法,并提供了完整的MATLAB代码实现。该算法能够有效解决多起点多终点的无人机路径规划问题,且起始点、无人机数量和障碍物均可自定义,具有较高的实用性和灵活性。 多目标向光生长算法(MOPGA)是一种新颖的元启发式算法,它的提出受到了植物细胞响应阳光生长模式的启发。MOPGA算法在多无人机协同路径规划中的应用展现了其解决复杂多目标优化问题的强大能力。在这一应用中,研究者们关注于路径规划模型的构建,该模型涉及到多个成本因素的计算,包括路径成本、威胁成本、飞行高度成本和平滑成本等。 通过构建这样一个模型,MOPGA算法能够针对具有多个起点和终点的复杂场景,规划出符合安全、高效和经济要求的路径。研究者们通过MATLAB编写的源代码实现了这一算法,并提供了一个灵活的框架,允许用户根据实际情况自定义起始点、无人机数量和障碍物等参数。 MOPGA算法之所以在多无人机路径规划领域具有实用性,是因为它不仅可以处理复杂的多目标问题,还能在存在诸多约束的环境中找到最优或近似最优的解。算法模拟了植物生长过程中细胞对阳光方向的反应,通过迭代过程,逐渐引导解的搜索方向,从而找到满足多个目标和约束条件的路径方案。 相较于传统的优化算法,MOPGA算法在计算效率和解的质量上表现出较大的优势。它的元启发特性使得算法能够跳出局部最优,寻求全局最优解。同时,MOPGA在并行计算方面也显示出良好的潜力,这意味着算法能够在多核处理器上更加快速地进行大规模问题的求解。 MOPGA算法在无人机路径规划方面的应用,展示了它在实际问题中的广泛适用性。无人机在许多领域都有着重要的应用价值,例如农业监测、灾害评估、军事侦察和物流运输等。在这些应用中,高效的路径规划不仅可以提高无人机任务的执行效率,还能提高安全性,降低运行成本。 MOPGA算法为多无人机协同路径规划提供了一个创新和有效的解决方案,具有重要的研究价值和应用前景。随着无人机技术的进一步发展,该算法的应用将更加广泛,其理论和实践意义也将更加突出。
2026-01-22 20:38:38 925KB 多目标优化 MATLAB
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将克里金(Kriging)模型作为代理模型与MOEA-D多目标优化算法相结合的方法来解决复杂工程优化问题。首先解释了克里金模型作为一种高级插值工具的特点及其在Python中的简单实现方式,强调它能够有效降低每次目标函数计算的成本。随后阐述了MOEA-D算法的工作原理,特别是它如何通过权重向量将复杂的多目标问题分解为若干个较为简单的单目标子问题。最后,文章展示了这两种技术是如何协同工作的,即利用代理模型快速筛选潜在优质解,仅对最有希望的部分进行真实的昂贵评估,并据此不断更新改进模型,从而大幅提高优化效率。 适合人群:从事工程设计、数据分析以及需要处理多目标优化问题的研究人员和技术人员。 使用场景及目标:适用于那些面临高昂计算成本和多个相互冲突目标的优化场景,如汽车设计中既追求燃油经济性又要求高性能的动力系统优化等问题。目的是帮助用户掌握一种高效的优化手段,能够在较短时间内获得满意的优化结果。 阅读建议:对于想要深入了解这一领域的读者来说,应该关注文中提到的具体实现细节,尤其是关于如何设置参数以确保模型不过拟合并保持良好的泛化能力方面的指导。此外,还应注意MOEA-D中权重向量的选择策略,因为这对最终优化效果有着重要影响。
2025-12-23 10:52:18 494KB
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内容概要:本文探讨了波浪发电的模型预测控制(MPC)策略及其在Matlab中的仿真实现。首先简述了MPC的基本概念,即通过预测模型进行滚动优化和反馈校正,从而实现高效的波浪能量转换。接着,文章详细介绍了如何在Matlab中构建波浪发电系统的模型,包括定义基本参数和计算波浪力。随后,重点讲解了MPC控制器的设计步骤,如设置状态空间模型、配置MPC参数等。最后,实现了多目标优化,通过调整权重确保发电功率最大化并减少设备损耗。仿真结果显示,MPC控制下的发电功率能够有效跟踪波浪能变化,系统保持稳定,控制输入变化也在合理范围之内。 适用人群:对波浪能发电控制感兴趣的研究人员和技术爱好者,尤其是有一定Matlab基础的读者。 使用场景及目标:适用于研究波浪发电控制策略的学术环境或工业应用场景,旨在提升波浪发电效率和系统稳定性。 其他说明:文中提供了详细的Matlab代码片段和相关参考资料,有助于读者更好地理解和实践MPC控制策略。
2025-12-02 15:56:44 708KB
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CSDN Matlab武动乾坤上传的资料均有对应的代码,代码均可运行,亲测可用,适合小白; 1、代码压缩包内容 主函数:main.m; 调用函数:其他m文件;无需运行 运行结果效果图; 2、代码运行版本 Matlab 2019b;若运行有误,根据提示修改;若不会,私信博主; 3、运行操作步骤 步骤一:将所有文件放到Matlab的当前文件夹中; 步骤二:双击打开main.m文件; 步骤三:点击运行,等程序运行完得到结果; 4、仿真咨询 如需其他服务,可私信博主或扫描博客文章底部QQ名片; 4.1 博客或资源的完整代码提供 4.2 期刊或参考文献复现 4.3 Matlab程序定制 4.4 科研合作
2025-11-24 16:21:19 14KB matlab
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MOMSA(Multi-objective Mantis Search Algorithm)是一种用于解决多目标优化问题的智能算法,它是在群智能算法的研究领域中涌现出来的一项创新技术。多目标优化问题在现实世界的决策过程中非常常见,尤其是在需要同时优化两个或多个相互冲突的目标时。这类问题要求在多个目标之间找到平衡解,即所谓的Pareto最优解集。 多目标优化算法的设计和实现一直是计算智能领域的热点话题。MOMSA算法的设计灵感来自于一种名为螳螂的昆虫的生活习性,特别是在其捕食行为中的精确性和效率。这种算法通过模仿螳螂在捕食时的搜索策略来探索解空间,以此寻找满足多目标要求的优质解集。在算法中,每个个体都代表了一个潜在的解决方案,并通过群体的协同作用来优化目标。 MOMSA算法中,个体通常被赋予不同的角色和行为模式,它们在解空间中动态地调整自己的行为,以期发现全局最优或近似全局最优的Pareto前沿。算法的核心机制包括了信息共享、种群更新和环境选择等。信息共享让种群中的个体能够根据其他个体的经验来调整自己的搜索方向和位置,从而加速收敛。种群更新机制则确保了种群的多样性,防止算法过早地陷入局部最优。环境选择策略则负责在每次迭代后从当前种群中选择出表现优异的个体,以形成下一代种群。 MOMSA算法特别适合处理那些目标之间存在冲突和竞争的多目标问题,例如工程设计、生产调度、资源分配等领域。此外,算法的性能在很大程度上取决于参数的设置,如种群大小、迭代次数、信息共享的程度等,因此在实际应用中往往需要对这些参数进行细致的调整,以达到最佳的优化效果。 在实际应用中,MOMSA算法的实现需要一个有效的计算平台来支持复杂的运算和大量的迭代。Matlab作为一种广泛使用的数值计算环境,提供了强大的工具箱和便捷的编程接口,非常适合用来开发和测试多目标优化算法。Matlab的矩阵操作能力和丰富的数学函数库使得算法的编码和调试过程更加高效。 MOMSA算法的代码实现通常包括初始化种群、个体适应度评估、环境选择、种群更新等多个模块。在Matlab环境下,这些模块可以被封装在函数或脚本中,方便调用和修改。此外,Matlab的可视化功能也可以用于监控算法的运行过程和最终解集的分布情况。 MOMSA算法是一种高效且具有创新性的多目标优化算法,它结合了群智能搜索策略和Matlab强大的计算能力,为解决复杂的多目标优化问题提供了一种有效的途径。算法的设计和优化过程需要充分考虑多目标之间的权衡和种群多样性的维持,而Matlab平台的使用则大大提高了算法实现的便捷性和效果的可视化展示。
2025-11-07 12:09:03 14KB matlab 多目标优化
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内容概要:本文介绍了基于多目标麋鹿群优化算法(MO【盘式制动器设计】ZDT:多目标麋鹿群优化算法(MOEHO)求解ZDT及工程应用---盘式制动器设计研究(Matlab代码实现)EHO)求解ZDT测试函数集,并将其应用于盘式制动器设计的工程实践中,相关研究通过Matlab代码实现。文中详细阐述了MOEHO算法在处理多目标优化问题上的优势,结合ZDT标准测试函数验证算法性能,并进一步将该算法用于盘式制动器的关键参数优化设计,以实现轻量化、高效制动和散热性能之间的多目标平衡。研究展示了从算法设计、仿真测试到实际工程应用的完整流程,体现了智能优化算法在机械设计领域的实用价值。; 适合人群:具备Matlab编程基础,从事机械设计、优化算法研究或智能计算相关领域的研究生、科研人员及工程技术人员。; 使用场景及目标:①学习多目标优化算法(特别是MOEHO)的基本原理与实现方法;②掌握ZDT测试函数在算法性能评估中的应用;③了解如何将智能优化算法应用于实际工程设计问题(如盘式制动器设计)中的多目标权衡与参数优化; 阅读建议:建议读者结合提供的Matlab代码进行实践操作,重点理解算法实现细节与工程问题的数学建模过程,同时可通过修改参数或替换优化算法进行对比实验,深化对多目标优化技术的理解与应用能力。
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文章探讨了基于遗传算法对斜齿轮进行多目标优化的方法,旨在同时减轻齿轮的质量并降低其传动中的振动及噪音。首先介绍了遗传算法的基本原理和运算流程,包括编码、初始化种群、适应度计算、选择、交叉、变异等关键步骤。接着建立了齿轮减振降噪和轻量化的优化目标函数,通过双质块双弹簧振动模型和齿轮体积计算公式推导出具体的数学表达式。然后构建了多目标优化函数,采用加权系数法将两个子目标函数合并为单一目标函数。确定了设计变量和约束条件,包括模数、螺旋角、齿数、齿宽系数等参数的取值范围以及接触应力和弯曲应力的性能约束。最后利用MATLAB优化工具箱中的遗传算法实现了优化过程,并对优化前后的齿轮性能数据进行了对比验证,结果显示齿轮的质量减少了39.6%,振动和噪音也有所改善,证明了优化设计方法的有效性。;
2025-10-19 16:09:13 1.55MB 遗传算法 多目标优化 MATLAB
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内容概要:本文介绍了基于模型预测控制(MPC)的微电网调度优化方法,并提供了相应的Matlab代码实现。文中还涉及多种优化算法和技术在不同工程领域的应用,如改进引导滤波器、扩展卡尔曼滤波器、多目标向日葵优化算法(MOSFO)、蛇优化算法(MOSO)等,重点聚焦于微电网多目标优化调度问题。通过MPC方法对微电网中的能源进行动态预测与优化调度,提升系统运行效率与稳定性,同时应对分布式电源不确定性带来的挑战。配套代码便于读者复现与验证算法性能。; 适合人群:具备一定电力系统或自动化背景,熟悉Matlab编程,从事新能源、智能优化或微电网相关研究的科研人员及研究生;; 使用场景及目标:①实现微电网在多目标条件下的优化调度;②处理分布式电源不确定性对配电网的影响;③学习并应用MPC控制策略于实际能源系统调度中;④对比分析不同智能优化算法在路径规划、调度等问题中的表现; 阅读建议:建议结合提供的Matlab代码与网盘资料,按主题逐步实践,重点关注MPC在微电网中的建模过程与优化机制,同时可拓展至其他智能算法的应用场景。
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