Algoritmo de búsqueda de propagación: un optimizador basado en física para aplicaciones de ingeniería
Autores: Qais, Mohammed H.; Hasanien, Hany M.; Alghuwainem, Saad; Loo, Ka Hong
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Algoritmo de búsqueda de propagación: un optimizador basado en física para aplicaciones de ingeniería
Categoría
Matemáticas
Subcategoría
Matemáticas generales
Palabras clave
Control de procesos
Algoritmos de optimización
Algoritmo de búsqueda de propagación
Voltaje
Corriente
Líneas de transmisión
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 37
Citaciones: Sin citaciones
Para el control de procesos en aplicaciones de ingeniería, cuantas menos líneas de código tengan los algoritmos de optimización, más aplicaciones existirán. Por lo tanto, este trabajo desarrolla un nuevo algoritmo de optimización metaheurística sencillo llamado algoritmo de búsqueda de propagación (PSA), inspirado en la propagación de ondas del voltaje y la corriente a lo largo de líneas de transmisión largas. Los modelos matemáticos del voltaje y la corriente se utilizan en la modelización del PSA, donde el voltaje y la corriente son los agentes de búsqueda. La constante de propagación de la línea de transmisión es el parámetro de control para la explotación y exploración del PSA. Posteriormente, se verifica la robustez del PSA utilizando 23 funciones de prueba famosas. Se utilizan pruebas estadísticas, que incluyen la media, la desviación estándar y los valores p, para 20 experimentos de optimización independientes para confirmar la robustez del PSA para encontrar el mejor resultado y la diferencia significativa entre los resultados del PSA y los de los algoritmos comparados. Finalmente, el PSA propuesto se aplica para encontrar los parámetros de diseño óptimos de cuatro problemas de diseño de ingeniería, incluyendo una armadura de tres barras, un resorte de compresión, un recipiente a presión y una viga soldada. Los resultados muestran que el PSA converge muy rápidamente a las mejores soluciones, lo que puede aplicarse a aquellas aplicaciones que requieran una respuesta rápida.
Descripción
Para el control de procesos en aplicaciones de ingeniería, cuantas menos líneas de código tengan los algoritmos de optimización, más aplicaciones existirán. Por lo tanto, este trabajo desarrolla un nuevo algoritmo de optimización metaheurística sencillo llamado algoritmo de búsqueda de propagación (PSA), inspirado en la propagación de ondas del voltaje y la corriente a lo largo de líneas de transmisión largas. Los modelos matemáticos del voltaje y la corriente se utilizan en la modelización del PSA, donde el voltaje y la corriente son los agentes de búsqueda. La constante de propagación de la línea de transmisión es el parámetro de control para la explotación y exploración del PSA. Posteriormente, se verifica la robustez del PSA utilizando 23 funciones de prueba famosas. Se utilizan pruebas estadísticas, que incluyen la media, la desviación estándar y los valores p, para 20 experimentos de optimización independientes para confirmar la robustez del PSA para encontrar el mejor resultado y la diferencia significativa entre los resultados del PSA y los de los algoritmos comparados. Finalmente, el PSA propuesto se aplica para encontrar los parámetros de diseño óptimos de cuatro problemas de diseño de ingeniería, incluyendo una armadura de tres barras, un resorte de compresión, un recipiente a presión y una viga soldada. Los resultados muestran que el PSA converge muy rápidamente a las mejores soluciones, lo que puede aplicarse a aquellas aplicaciones que requieran una respuesta rápida.