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内容介绍

设计工程是现代工程领域中非常重要的一部分。它涉及到许多不同类型的设计，包括速度减速器设计、张力/压缩弹簧设计、压力容器设计、三杆桁架设计问题、齿轮传动设计、悬臂梁、最小化I型梁垂直挠度、管式柱设计、活塞杆、波纹隔板设计、汽车侧面碰撞设计、焊接梁设计和钢筋混凝土梁设计等。

速度减速器设计是一项涉及到机械传动的设计。它的目的是减缓旋转运动并将其转换为更慢但更有力的运动。这种设计需要考虑到许多因素，包括传动比、齿轮几何形状、齿轮材料和润滑等。

张力/压缩弹簧设计是一种设计，它涉及到弹簧的设计和制造。这种设计需要考虑到弹簧的材料、尺寸、形状和强度等因素。它还需要考虑到弹簧的应变和变形等因素。

压力容器设计是一种设计，它涉及到容器的设计和制造。这种设计需要考虑到容器的材料、尺寸、形状和强度等因素。它还需要考虑到容器的压力和温度等因素。

三杆桁架设计问题是一种设计，它涉及到桥梁和建筑物的结构设计。这种设计需要考虑到桁架的材料、尺寸、形状和强度等因素。它还需要考虑到桁架的荷载和应力等因素。

齿轮传动设计是一种设计，它涉及到机械传动的设计。这种设计需要考虑到传动比、齿轮几何形状、齿轮材料和润滑等因素。

悬臂梁是一种设计，它涉及到梁的设计和制造。这种设计需要考虑到梁的材料、尺寸、形状和强度等因素。它还需要考虑到梁的荷载和应力等因素。

最小化I型梁垂直挠度是一种设计，它涉及到梁的设计和制造。这种设计需要考虑到梁的材料、尺寸、形状和强度等因素。它还需要考虑到梁的荷载和应力等因素。

管式柱设计是一种设计，它涉及到柱的设计和制造。这种设计需要考虑到柱的材料、尺寸、形状和强度等因素。它还需要考虑到柱的荷载和应力等因素。

活塞杆是一种设计，它涉及到活塞杆的设计和制造。这种设计需要考虑到活塞杆的材料、尺寸、形状和强度等因素。它还需要考虑到活塞杆的应变和变形等因素。

波纹隔板设计是一种设计，它涉及到隔板的设计和制造。这种设计需要考虑到隔板的材料、尺寸、形状和强度等因素。它还需要考虑到隔板的荷载和应力等因素。

汽车侧面碰撞设计是一种设计，它涉及到汽车的设计和制造。这种设计需要考虑到汽车的材料、尺寸、形状和强度等因素。它还需要考虑到汽车的碰撞力和应力等因素。

焊接梁设计是一种设计，它涉及到梁的设计和制造。这种设计需要考虑到梁的材料、尺寸、形状和强度等因素。它还需要考虑到梁的焊接和应力等因素。

钢筋混凝土梁设计是一种设计，它涉及到梁的设计和制造。这种设计需要考虑到梁的材料、尺寸、形状和强度等因素。它还需要考虑到梁的荷载和应力等因素。

基于鲸鱼优化算法WOA,哈里斯鹰算法HHO,灰狼算法WOA,算术优化算法AOA实现13类工程优化工程问题求解

在当今的工程领域中，优化问题的求解一直是一个重要的研究方向。随着计算机科学和人工智能的发展，越来越多的优化算法被提出并应用于工程实践中。其中，鲸鱼优化算法(WOA)、哈里斯鹰算法(HHO)、灰狼算法(WOA)、算术优化算法(AOA)等算法因其高效性和可靠性而备受关注。

鲸鱼优化算法(WOA)是一种基于鲸鱼群体行为的启发式优化算法，其模拟了鲸鱼群体的捕食行为和社会行为，通过模拟这些行为来寻找最优解。该算法在解决多种优化问题时表现出色，尤其在连续优化问题中具有较高的收敛速度和收敛精度。

哈里斯鹰算法(HHO)则是一种基于哈里斯鹰捕食行为的优化算法，其模拟了哈里斯鹰在捕食过程中的行为，通过模拟这些行为来寻找最优解。该算法在解决复杂优化问题时表现出色，尤其在离散优化问题中具有较高的收敛速度和全局搜索能力。

灰狼算法(WOA)是一种基于灰狼群体行为的优化算法，其模拟了灰狼群体的社会结构和捕食行为，通过模拟这些行为来寻找最优解。该算法在解决多种优化问题时具有较高的收敛速度和全局搜索能力，尤其在高维优化问题中表现出色。

算术优化算法(AOA)是一种基于数学运算的优化算法，其通过数学运算来寻找最优解。该算法在解决复杂优化问题时具有较高的收敛速度和收敛精度，尤其在具有数学结构的优化问题中表现出色。

基于以上优化算法，我们实现了13类工程优化问题的求解。这些工程优化问题涉及到工程设计、资源分配、路径规划等多个领域，具有一定的复杂性和实际意义。通过对这些问题的求解，我们验证了以上优化算法在工程实践中的有效性和可靠性，为工程优化问题的求解提供了新的思路和方法。

总的来说，基于鲸鱼优化算法(WOA)、哈里斯鹰算法(HHO)、灰狼算法(WOA)、算术优化算法(AOA)实现13类工程优化问题的求解是一项具有挑战性和意义的工作。通过这项工作，我们不仅验证了这些优化算法在工程实践中的有效性，还为工程优化问题的求解提供了新的思路和方法。相信随着优化算法的不断发展和完善，工程优化问题的求解将变得更加高效和可靠。

% # 1 - Speed reducer design% # 2 - Tension/compression spring design% # 3 - Pressure vessel design% # 4 - Three-bar truss design problem% # 5 - Design of gear train% # 6 - Cantilever beam% # 7 - Minimize I-beam vertical deflection% # 8 - Tubular column design% # 9 - Piston lever% #10 - Corrugated bulkhead design% #11 - Car side impact design% #12 - Design of welded beam design% #13 - A reinforced concrete beam design

部分代码

​clear allclcclose all​%         ["ii" ii]% 工程应用问题编号Prob=3;​M_Iter=100;N=30;e2s=1e-8;[Best_FF,Best_P,Conv_curve]=Eng_AOA(Prob, M_Iter, N, e2s);[Score,Position,gwo_C]=Eng_GWO(Prob, M_Iter, N, e2s);[Rabbit_Energy,Rabbit_Location,Convergence_curve_HHO]=Eng_HHO(Prob, M_Iter, N, e2s);[Leader_score,Leader_pos,Convergence_curve_WOA]=Eng_WOA(Prob, M_Iter, N, e2s);[Best_FF, Score, Rabbit_Energy, Leader_score]​​​​​​x = 1:3:M_Iter;​​semilogy(x,Conv_curve(x),'Color','r','LineWidth',1)hold onsemilogy(x,gwo_C(x),'marker', '+','Color','g','LineWidth',1)hold onsemilogy(x,Convergence_curve_HHO(x),'-.','marker', 'o','Color','y','LineWidth',1)hold onsemilogy(x,Convergence_curve_WOA(x),':','marker', 's','Color','k','LineWidth',1)​% title(lower('CEC04'))xlabel('迭代次数', 'FontSize',10);ylabel('适应度值','FontSize',10);axis tightlegend('AOA','GWO','HHO','WOA','location','northeast')

️ 运行结果

参考文献

[1] 李云秋熊瑞平温记明苏俊谭平.改进哈里斯鹰优化算法求解作业车间调度问题[J].组合机床与自动化加工技术, 2022(11):164-168.

[2] 汤安迪韩统徐登武谢磊.混沌精英哈里斯鹰优化算法[J].计算机应用, 2021, 41(8):2265-2272.

[3] 刘洪波,曲晟岐,陈奇.一种基于改进哈里斯鹰优化算法的主动配电网规划方法[J].吉林电力, 2021, 49(5):6.

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1 各类智能优化算法改进及应用

生产调度、经济调度、装配线调度、充电优化、车间调度、发车优化、水库调度、三维装箱、物流选址、货位优化、公交排班优化、充电桩布局优化、车间布局优化、集装箱船配载优化、水泵组合优化、解医疗资源分配优化、设施布局优化、可视域基站和无人机选址优化

2 机器学习和深度学习方面

卷积神经网络（CNN）、LSTM、支持向量机（SVM）、最小二乘支持向量机（LSSVM）、极限学习机（ELM）、核极限学习机（KELM）、BP、RBF、宽度学习、DBN、RF、RBF、DELM、XGBOOST、TCN实现风电预测、光伏预测、电池寿命预测、辐射源识别、交通流预测、负荷预测、股价预测、PM2.5浓度预测、电池健康状态预测、水体光学参数反演、NLOS信号识别、地铁停车精准预测、变压器故障诊断

2.图像处理方面

图像识别、图像分割、图像检测、图像隐藏、图像配准、图像拼接、图像融合、图像增强、图像压缩感知

3 路径规划方面

旅行商问题（TSP）、车辆路径问题（VRP、MVRP、CVRP、VRPTW等）、无人机三维路径规划、无人机协同、无人机编队、机器人路径规划、栅格地图路径规划、多式联运运输问题、车辆协同无人机路径规划、天线线性阵列分布优化、车间布局优化

4 无人机应用方面

无人机路径规划、无人机控制、无人机编队、无人机协同、无人机任务分配、无人机安全通信轨迹在线优化

5 无线传感器定位及布局方面

传感器部署优化、通信协议优化、路由优化、目标定位优化、Dv-Hop定位优化、Leach协议优化、WSN覆盖优化、组播优化、RSSI定位优化

6 信号处理方面

信号识别、信号加密、信号去噪、信号增强、雷达信号处理、信号水印嵌入提取、肌电信号、脑电信号、信号配时优化

7 电力系统方面

微电网优化、无功优化、配电网重构、储能配置

8 元胞自动机方面

交通流 人群疏散 病毒扩散 晶体生长

9 雷达方面

卡尔曼滤波跟踪、航迹关联、航迹融合