بهینه سازی مسائل مهندسی با قیود گسسته و پیوسته بکمک الگوریتم های فراابتکاری تطبیقی پویا

هدف این مقاله، پیاده سازی و بررسی روش های مختلف الگوریتم های فراابتکاری برای حل پنج مساله مهندسی است. لذا این مسائل مهندسی، به صورت مقید، بررسی شده سپس با استفاده از پنج الگوریتم فراابتکاری کرم شب تاب، رقابت استعماری، قورباغه، مورچگان و گرگ خاکستری و با هدف کاهش هزینه های مسائل مهندسی، بهینه سازی شده و نتایج حل آن صحت سنجی شده است. در واقع، در هر یک از الگوریتم های بهینه سازی استفاده شده، یک عامل تطبیقی پویا برای متعادل کردن نرخ همگرایی و توانایی جستجوی بهینه مطلق با تنظیم سرعت جستجو در طول فرآیند جستجو معرفی شده است. بررسی ها نشان می دهد که در هر یک از الگوریتم ها، تکنیک هایی برای خروج از بهینه محلی استفاده می شود که باعث می شود پاسخ ها به بهینه مطلق همگرا شوند. برای ارزیابی کیفیت و دقت الگوریتم ها، از تست حساسیت سنجی و مقایسه اعداد همگرایی برای نتایج حاصل از اجرای هر الگوریتم بر روی داده ها استفاده شده است. نتایج به دست آمده نشان می دهد که الگوریتم کرم شب تاب در مساله فنرکششی، الگوریتم قورباغه در مساله خرپای سه میله ای، الگوریتم رقابت استعماری در مسائل کاهنده سرعت و طراحی چرخدنده، و الگوریتم گرگ خاکستری در مساله مخزن تحت فشار، در یافتن بهینه مطلق، عملکرد دقیق تری را ارائه کردند. در واقع این الگوریتم ها برای حل بهینه مسائل با تولید جمعیت تصادفی، ایجاد همسایگی و انتخاب بهترین همسایه به شرط ارضاء قیود متغیرهای مسائل، رسیدن به حل بهینه را آسان می کند. در نتیجه، این مقاله نشان می دهد که هر الگوریتم فراابتکاری می تواند در یک مسئله مهندسی مشخص، بسته به نوع مساله و شرایط محیطی، عملکرد بهتری داشته باشد.

کلیدواژه ها:

مسائل بهینه سازی طراحی مهندسی مقید ، متغیرهای طراحی پیوسته و گسسته ، فراابتکاری ، الگوریتم بهینه سازی رقابت استعماری ، مورچگان ، قورباغه ، گرگ خاکستری ، کرم شب تاب