多目标优化方法库的开发与应用.PDFVIP

第35 卷 第4 期 航空计算技术 VoI. 35 No. 4 2005 年12 月 AeronauiticaI Computer Technigue Dec. 2005 多目标优化方法库的开发与应用 朱建才，李为吉 （西北工业大学航空学院，陕西西安710072 ） 摘 要：多目标优化方法库是一个专门针对多目标问题的优化软件。本文介绍了用面向对象方法 对方法库进行开发的过程，着重说明了该软件以优化模型为中心的主体框架和以优化算法为核心 的模块化结构，以及库中采用的各种多目标优化算法特别是非劣分层遗传算法。最后通过算例说 明了方法库的使用方法，证明了其良好的操作性和库中算法优良的性能。 关键词：多目标优化；面向对象方法；遗传算法 中图分类号： TP311 文献标识码：A 文章编号：1671 - 654X（2005 ）04 - 0057 - 04 引言 一般不是一个最优解，而是得到一组非劣解（又称Pa- reto 最优解）构成非劣解集（Pareto 解集）。有些多目 随着最优化理论的不断发展和完善，最优化技术 标优化算法中通过在优化时引入决策者的偏好（决策 在工程、经济、管理、国防等各个领域的应用日益广泛， 信息）直接得到最终解（最优妥协解）。 许多优化软件如ADS ，lingo 等也随之出现并得到广泛 使用。但是在实际应用特别是工程应用中遇到的最优 化问题往往是多目标问题，而目前的优化软件缺乏多 2 多目标优化方法库的开发 样、有效的多目标优化方法，可扩展性不强，使用操作 2. 1 方法库的开发目标和主体框架 不甚方便，用户必须掌握很多最优化方面的知识才能 多目标优化方法库用C + + 语言在VisuaI C + + 正确使用这些软件。本文介绍的多目标优化方法库是 . net 集成环境下开发完成，在整个开发过程中贯彻使 一个专门针对多目标问题的优化软件，在开发中特别 用了面向对象方法（Object - Oriented Method ，OOM ）。 采取了针对性措施有效地解决了上面提到的问题。 OOM 是一种利用对现实世界的模仿建立模型的程序 设计、开发方法，与传统方法相比它更加接近现实，更 1 多目标优化 符合人们的思维习惯，能明显提高软件的开发效率和 优化设计是根据一定的标准（目标）从多个供选 质量。面向对象方法主要包括面向对象分析与设计 方案中选择出最好的或最令人满意的方案。如果选择 （Object - Oriented AnaIysis and Design ，OOAD ）和面向 时的标准（目标）多于一个就成为多目标优化问题。 对象技术（Object - Oriented Programming ，OOP ）。 多目标优化问题的数学模型可以描述为： 在方法库的开发中，先用OOAD 进行初始的分析 T 规划，建立程序的主体框架并划分模块，之后用 OOP min［f 1 （x ），f 2 （x ），…，f g （x ）］