基于改进实数遗传算法的桑叶采摘机结构参数优化

来源：中国农机化学报杂志2024年第1期北京时间：

作者：王吉权, 宋丽, 宋豪豪, 张攀利, 王福林

摘要：针对遗传算法在求解桑叶采摘机结构优化问题时容易陷入局部最优和求解精度低等问题，提出一种改进实数遗传算法。首先是给出一种基于序的组合适应度函数的轮盘赌选择算子，该算子在轮盘赌的基础上，通过一个自适应变化的参数在两种适应度函数中选择一个，再去计算适应度值；然后设计一种基于方向的改进启发式交叉算子，该算子既保留两个父代个体中较优个体对子代个体的影响，又增加种群中最优个体对子代个体的影响，提高交叉产生有潜力子代的可能性。接着将改进算法应用于摇杆式桑叶采摘机的优化参数设计中，通过与其他算法作仿真对比试验验证算法的优越性，获得采摘机最优参数组合:行走结构速度为24 mm/s、拨动结构角速度为1.2 rad/s、采摘结构速度为440 mm/s，并由运行结果可知整机性能与优化前相比提高13%。最后用优化得到的参数组合进行实地试验，结果显示桑叶采摘机性能提升10.9%，误差较小为2.1%。可见，所提改进实数遗传算法是优化采摘机参数的一种有效算法。

关键词：桑叶采摘机,结构优化,实数遗传算法,轮盘赌选择,启发式交叉算子

基金资助：国家社会科学基金(21BGL174)