带权重圆形布局问题的智能优化算法研究

来源 :南京信息工程大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:leon7779
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
本文以超大规模集成电路板(VLSI)的布局设计和工厂机械设备摆放为工程应用背景,深入研究一类具备NP难度的带权重圆形布局(WCP)问题。WCP问题要求最终的合法解满足:1)待布物之间的权重距离之和尽可能小;2)能容纳所有待布物的外包络容器的面积尽可能小,并同时满足待布物之间不嵌入约束。本文采用线性加权法和多目标方法分别求解WCP问题。主要研究内容及成果如下:(1)研究了 WCP问题的单目标求解算法,提出了一种基于二分策略的粗精调启发式拟物算法(HQPA-CFDM)。首先基于线性加权法,将带约束的WCP问题转化为无约束优化问题,并建立相应的数学模型。然后从任意一个初始构形出发,采用二分法逐步构造外包络容器,并采用拟物算法逐步优化当前构形下总的挤压弹性势能。为了快速找到问题的合法解,受工业制造中粗精控制过程的启发,将拟物算法分解为两个过程:粗调过程和精调过程。在拟物算法中,提出了一种弹性系数可变的策略。另外,为了避免算法陷入局部极小点,提出了一种启发式跳坑策略。通过对当前国际上3个典型算例进行计算,数值实验结果表明,算法HQPA-CFDM刷新了所有算例的最好结果。对计算结果进行统计分析,进一步验证了算法HQPA-CFDM的有效性和稳定性。(2)研究了 WCP问题的多目标方法,提出了一种多目标构形空间进化算法(MOCSEA)。首先依据拟物思想和罚函数法,将带约束的WCP问题转化为无约束的多目标优化问题,并建立相应的数学模型。然后随机产生初始构形库(种群),并采用带提前结束策略的自适应步长梯度法(GD)对初始构形库中的构形(个体)进行合法化操作;然后对初始构形库执行进化操作(包括选择、交叉和变异,其中选择操作采用精英策略,交叉操作采用单点交叉和多点交叉相结合的方式,变异操作采用启发式变异策略),产生进化构形库,并运用GD进行合法化操作。另外,提出了一种最优个体选取方法和一种构形更新机制,结合快速非支配排序法,从进化构形库中挑选若干优良个体,并对构形库进行更新。经多次更新构形库,最后得到一组Pareto最优解。通过对当前国际上3个典型算例进行计算,实验结果表明,算法MOCSEA具备较好的求解性能。
其他文献
随着科技的发展,航空燃气涡轮机叶片中心区的服务温度已达1150℃以上,军用飞机中燃气涡轮机服役温度甚至超过1600℃。仅靠高温合金材料自身的性能已无法承受如此高的温度,采
注蒸汽开采相比于其他方式被证明是稠油油藏开发中最有效的,同时也被证明是稠油油藏开发过程中提高采收率的有效手段。然而,由于蒸汽和原油之间存在密度差异,所以在注蒸汽热
电力系统覆盖发电、输电、变电、配电和用电等环节和要素。作为电力系统和电力网的基础节点,变电站的作用主要体现在变换电压等级、汇集电流、分配电能和调整电压等方面。变
航空发动机是飞机的心脏,是飞机性能的决定因素之一。作为国内主要发动机科研及生产基地,肩负着国家重点型号发动机的生产重任。而发动机台架试车是发动机出厂装机的最后一道
近年来,我国针对低渗透致密储层物性差等特点,大量开展注二氧化碳驱油提高采收率。由于二氧化碳在储层中较易达到超临界状态,同时该状态具有表面张力为零,容易向多孔物质中扩
注过热蒸汽开采稠油油藏作为一种新技术已经在一些矿场实践中取得较好开发效果。由于蒸汽状态不同,过热蒸汽相比于饱和蒸汽有其自身的特点,相关产能计算模型的研究对于完善稠
传统的抗弯钢框架梁柱节点主要以全焊和栓焊形式连接,但地震过程中大量焊接节点出现了脆性破坏,结构呈现低延性、弱耗能特征。随着基于性能抗震设计理念的发展,同时具有良好
化学链燃烧可以借助载氧体在燃料和空气之间的循环实现氧的传递,避免了燃料与空气的直接接触,从而能够提高CO2捕集效率,降低CO2捕集的能耗。载氧体的性能对化学链燃烧系统非
近几十年间,随着计算机技术的高速发展,数码复印机得到了广泛的使用。与此同时,用户对复印机的打印速度、打印质量和相应功能也提出了更高的要求。但是我国数字复印技术发展
快舟卫星是我国太空快速响应作战系统发展中的重要战略实施计划,并且在近年的多项抢险救灾和灾害监测等民用需求中发挥了非常大的作用。所以对于相关的通信系统关键技术的研