基于R2性能指标的昂贵高维多目标优化算法研究

项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    61903003
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    23.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    F0310.人工智能驱动的自动化
  • 结题年份:
    2022
  • 批准年份:
    2019
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2020-01-01 至2022-12-31

项目摘要

Traditional evolutionary multi-objective optimization algorithms are difficult for solving the expensive many-objective optimization problems. This project proposes an expensive many-objective optimization algorithm based on the R2 performance indicator. Firstly, we design a weight vector generated strategy based on the Coulomb's law. We select and sample the surrogate model after mining the useful data information in the objective space. The proper adaptive weight vector updated method is designed after the secondary selection according to a set of the combined weight vectors. Secondly, a multi-stage selection strategy is proposed to address the disconnected many-objective optimization problems after specifying the age for each subspace. Furthermore, a gene-culture coevolution algorithm is proposed to balance the exploration and exploitation. Finally, the R2 performance indicator based expensive many-objective optimization algorithm will be proposed. The R2 indicator infill criterion is designed to balance the convergence, the diversity and the uncertainty. In addition, the bi-level archive management strategy is formulated to achieve the model management and the model updated procedure. The algorithm is validated on the benchmark test problems. The project will offer the theoretical basis and method reference for the industrial integrated automation system production procedure.
针对常规进化多目标优化算法难以求解昂贵高维多目标优化问题,本项目提出基于R2性能指标的昂贵高维多目标优化算法。首先,借鉴库仑定律设计权值任意给定方法,充分挖掘目标空间的数据信息建立代理模型、采样和选择对权值自适应更新;借鉴微观经济学中柯布道格拉斯生产效用函数构建R2指标。其次,通过对每个子空间设定年龄,提出多阶段选择机制求解不连续高维多目标优化问题。再次,为了综合权衡算法的勘探和开采能力,提出基因文化共演化算法。最后,设计一种综合权衡算法收敛性、多样性和不确定性的R2指标作为填充准则,构建双层档案管理策略完成模型管理和更新过程,提出基于R2性能指标的昂贵高维多目标优化算法,并在测试平台上进行仿真验证,为将算法应用于流程工业综合自动化生产过程提供理论支持和方法参考。

结项摘要

针对常规进化多目标优化算法难以求解昂贵高维多目标优化问题的难题,项目研究了基于性能指标的昂贵高维多目标优化算法。针对高维多目标优化问题、大规模多目标优化问题等,结合R2性能指标和IGD+性能指标,项目提出了一系列融合性能指标的进化高维多目标优化算法来处理此类复杂问题。具体地,在算法设计工作中,本项目重点关注如何将评价指标应用于求解高维多目标优化问题、昂贵高维多目标优化问题和昂贵大规模多目标优化问题。针对R2指标在求解昂贵多目标优化问题时,难以有效进行模型管理的问题,提出了一种基于置信下限的双重选择机制,采用Kriging模型降低计算代价;针对IGD+指标难以求解高维多目标优化问题,提出了两阶段选择机制综合权衡算法的收敛性和多样化性;针对常规径向基网络模型难以预测不确定性信息的问题,提出了反距离加权方法和径向基网络辅助的算法求解昂贵大规模多目标优化问题。.整个项目期间的成果以学术论文为主,完成学术论文13篇,进入实审专利3项,获批软件著作权2项。本项目不仅设计了多个灵活性好、实用性强的基于性能指标的进化多目标优化算法,丰富了进化多目标优化研究领域,推动了复杂工业过程智能控制与优化和智能优化方法与技术的发展,具有广阔的应用前景。

项目成果

期刊论文数量(9)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(4)
专利数量(2)
适用于VSC-HVDC系统的静态电压稳定分析改进方法
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    山东理工大学学报(自然科学版)
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    吴成业;李飞;刘光晔
  • 通讯作者:
    刘光晔
基于电压为线性函数的开断潮流计算及开断函数选择
  • DOI:
    10.16081/j.epae.202008026
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    电力自动化设备
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    吴成业;李飞;刘光晔
  • 通讯作者:
    刘光晔
Combining modified inverted generational distance indicator with reference-vector-guided selection for many-objective optimization
将改进的倒代距离指标与参考向量引导选择相结合以实现多目标优化
  • DOI:
    10.1007/s10489-022-04115-w
  • 发表时间:
    2022-09
  • 期刊:
    Applied intelligence
  • 影响因子:
    5.3
  • 作者:
    Fei Li;Zhengkun Shang;Hao Shen;Yuanqu Liu;Pei-Qiu Huang
  • 通讯作者:
    Pei-Qiu Huang
A Surrogate-Assisted Two-Stage Differential Evolution for Expensive Constrained Optimization
用于昂贵约束优化的代理辅助两阶段差分进化
  • DOI:
    10.1109/tetci.2023.3240221
  • 发表时间:
    2023-06
  • 期刊:
    IEEE TRANSACTIONS ON EMERGING TOPICS IN COMPUTATIONAL INTELLIGENCE 1
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Yuanchao Liu;Jianchang Liu;Yaochu Jin;Fei Li;Tianzi Zheng
  • 通讯作者:
    Tianzi Zheng
A Decision Variable Assortment-Based Evolutionary Algorithm for Dominance Robust Multiobjective Optimization
基于决策变量分类的优势鲁棒多目标优化进化算法
  • DOI:
    10.1109/tsmc.2021.3067785
  • 发表时间:
    2021-03
  • 期刊:
    IEEE Transactions on Systems, Man, and Cybernetics: Systems
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Jianchang Liu;Yuanchao Liu;Yaochu Jin;Fei Li
  • 通讯作者:
    Fei Li
共 8 条
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其他文献

一种融合流形学习和深度学习的时变信道自动调制识别技术
  • DOI:
    10.16798/j.issn.1003-0530.2022.07.018
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    信号处理
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    邢怀志;李汀;李飞
  • 通讯作者:
    李飞
数字技术驱动的工业品服务商业模式演进研究——以金风科技为例
  • DOI:
    10.14120/j.cnki.cn11-5057/f.2019.08.025
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    管理评论
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    李飞;乔晗
  • 通讯作者:
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  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    沉积学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    李雅兰;李飞;吕月健;王夏;王曾俊;李红;易楚恒;李杨凡;曾伟;李怡霖
  • 通讯作者:
    李怡霖
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  • DOI:
    10.16798/j.issn.1003-0530.2022.07.014
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    信号处理
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    项彩霞;梁彦;李汀;季薇;李飞
  • 通讯作者:
    李飞
新沂台和马陵山台地电场日变化及潮汐响应初步分析
  • DOI:
    10.11939/jass.2017.04.011
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    地震学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    李飞;杜学彬;董淼
  • 通讯作者:
    董淼
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