MIMIC算法在非线性多约束机械优化问题中的应用.pdf

第34卷 第6期 太 原 科 技 大 学 学 报 Vo1．34 No．6 2013年 12月 JOURNALOFTAIYUANUNIVERSITYOFSCIENCEANDTECHNOLOGY Dec．2013 文章编号：1673—2057(2013)06—0440—06 MIMIC算法在非线性多约束机械优化 问题中的应用 罗国军，张学良，郭晓东，温淑花，兰国生，刘丽琴 (太原科技大学机械工程学院，太原 030024) 摘 要：将双变量相关的分布估计算法与惩罚函数法相结合 ，用于解决机械工程上非线性多约束优 化设计问题。算法对每一次迭代寻优后的变量进行保留，建立概率模型，通过正态分布发生函数对变量 重新取值，并采用惩罚函数来处理变量约束条件。仿真结果表明，该算法能有效防止早熟收敛，提高算 法的全局有哪些信誉好的足球投注网站能力，具有较好的应用前景。 关键词：分布估计算法；约束优化；惩罚函数 中图分类号：TH122 文献标志码：A doi：10．3969／j．issn．1673-2057．2013．06．009 机械工程上的优化设计如：压力容器、起重机箱 rithms，EDAs)是进化计算领域兴起的一类新型随机 型主梁等的结构优化设计 ，大多属于非线性多约 优化算法。它是把遗传算法和统计学结合起来，通 束的优化问题，优化设计方法能从众多设计方案中 过对解空间个体分布建立概率模型的方法，避免了 寻找到最适宜的设计方案。在机械优化中采用优化 遗传算法中的 “交叉”、“变异”等的具体操作，从而 设计方法，不仅可以减轻机械设备 自重，降低材料消 可以更直接地把握问题的实质，便于求解。 耗与制造成本，而且可以提高产品的质量和工作性 输入聚类最大互信息算法 (MutualInformation 能。传统的机械设计方法，要么容易陷入局部最优 MaximizationforInputClustering，MIMIC)是双变量 值，如梯度法、牛顿法等，要么有哪些信誉好的足球投注网站效率很低，如穷举 相关的分布估计算法中的一种，是由DeBonet等人 法、随机法。分布估计算法则是一种启发式的随机搜 于 1997年提出的一种启发式优化算法L5j，对于优 索方法，根据每一代选择后的优势群体构造最优个体 化变量( ， ，…， )存在一个最优的排列顺序， 的概率模型，为了避免穷举而采用轮盘法对较优的群 使得K．L距离最小化。如图1所示： 体进行初步筛选生成新群体，计算变量取值的均值、方 差，通过正态分布随机生成函数，对设计变量进行更新 改进、迭代，最终寻找到最优设计方案，算法提高了全 局有哪些信誉好的足球投注网站性能，且有哪些信誉好的足球投注网站效率也优于随机有哪些信誉好的足球投注网站 J。 图 1 MIMIC算法链式结构模型图 本文将惩罚函数法与分布估计算法结合，将具 Fig．1Thechain-likestructuremodelgraphof 有复杂约束的优化问题转化为无约束优化问题，结 MIMIC algorithm 它的空间概率模型_6为： 合分布估计算法中的MIMIC算法进行迭代优化，取 得了良好的优化效果。 P ()p(i1l 2)p(2I 3)…p(x IXin)p( ) (1) 1 双变量相关的分布估计算法-MIMIC算法 其中订=(i。，i，… )，表示变量( ， ，… ) 分布估计算法 (Estimationofdisrtibutionalgo． 中的一种排列，且P(X I )表示第 i 个变量