混合离散变量优化设计方法MDCP

在工程设计中,运用优化技术,可以节省资源、降低成本、改善质量、提高效益,是进行现代化设计的一项关键技术。由于在工程设计工作中存在一量约束非线性混合离散变量的问题,因此发展混合离散变量优化方法就成为近年来的重要的研究领域之一。 混合离散变量优化设计方法MDCP是“六·五”国家重点科技攻关项目之一,其目的就是研制与开发一种适用于工程设计和计算机辅助设计的通用优化方法与程序。本方法是以离散组合型为基础,用有效目标函数进行约束处理,并以一维离散搜索,重新启动为算法的主体功能,为了适应实际问题数学模型的复杂性,又进一步设计了加速措施、贴边技术、重构和领域查点等辅助功能,形成了一个完整的混合离散变量组合型算法。方法的显著特点是,只要求目标函数和约束函数是可计算函数,对非可行或可行     

船舶优化设计中的一个实用混合整数规划方法

本文针对船舶优化设计中求解包含连续型变量与离散型变量的混合整数规划问题 的实际需要，将无约束最优化中的单纯形法与座标轮换法加以改造并把二者结合起 来，形成了一种简便的混合整数规划方法－ＤＣＶＭ法。可用以求解变量为连续型、 离散型及混合型的最优化问题，井能得到符合工程实际要求的数值结果，在船舶结构 优化计算中，能直接求得符合规格值的板材厚度或型材号码；在主尺度确定中，能得 到便于设计和建造的圆整数。     

模拟退火算法在军用桥梁优化设计中的应用

军用桥梁结构优化设计中包含两类设计变量：连续变量和离散变量,混合变量优化设计问题是军用桥梁界普遍关注的问题。介绍了一种新的优化设计方法——模拟退火算法,其突出的优点是可以求得全局最优解。以军用桁架桥为例,对军用桥梁结构设计中连续和离散混合设计变量的优化问题进行了分析,计算结果表明该方法是可行的。对算法在军用桥渡结构设计中的应用提出了几个研究方向。     

基于混合离散变量复合形法的弧齿锥齿轮优化设计

以齿数Z1,模数m,齿厚系数ψR作为设计变量,建立弧齿锥齿轮的物理模型,以体积最小、传递功率最大为目标,以齿轮的强度要求等作为约束条件的优化设计模型。由于齿数和模数是非均匀的离散设计变量,齿厚系数是连续变量,因此,借鉴了连续变量和非均匀离散变量的处理方法———一种混合离散复合形法,并引用离散变量搜索优化方法。在混合离散复合形法基础上,探讨了解决有约束非线性混合离散变量的优化设计问题。经实例计算结果表明,混合离散复合形法可用于具有实际应用价值的弧齿锥齿轮优化问题。     

工程结构的混合离散变量优化设计

针对设计变量为离散型和连续型的混合离散变量的优化设计问题，探讨了非均匀离散变量及连续变量的均匀离散化处理方法，分析了求解混合离散变量的优化设计问题最优解的方法。算例表明混合离散变量的优化设计方法可以应用于工程结构优化设计中，其优化结果不需圆整，大大提高了优化设计的效率和可靠性。     

桥式起重机桥架系列优化设计

应用优化理论进行桥式起重机结构设计是国内外研究得较多的课题之一.在以往的研究中,一般是以单台桥架进行设计并将各自变量作为连续量进行优化计算,然后进行圆整,计算精度与效率都较低.本文所介绍的是一个用于桥式起重机系列产品优化设计的实用程序,程序以桥架自重为目标函数,采用离散型变量进行优化设计,根据起重机设计规范建立了比较完整的约束条件,具有结果可靠,使用方便、实用价值高等特点.文中也对部分约束条件的建立与有关设计参数的调整提出一些看法.     

应用混合微粒群算法优化设计热油管道

考虑到年输量随油田产量和市场需求的影响而随机变化的实际,采用最佳平方逼近法确定热油管道的设计输量,在此基础上建立了包含年输量模型和参数优化模型的热油管道优化设计两级递阶模型。用微粒群算法和混合离散变量随机搜索法构成的混合微粒群算法解热油管道的参数优化模型,实现了热油管道的整体优化设计。算例表明,该综合算法优化设计热油管道得到的方案比单一采用离散变量随机搜索法、离散变量复合型法和基本的微粒群算法计算得到的方案更能节约年费用,且考虑年输量随机变化的管道设计方案更符合热油管道运行的工程实际。     

基于混合离散复合形法的工程优化设计

针对工程中大量存在的设计变量为离散型和连续型的混合离散变量优化设计问题,提出了连续变量及非均匀离散变量的均匀离散化处理方法,并借鉴离散变量的搜索优化法,在连续变量的复合形法基础上,探讨了一种求解有约束非线性混合离散变量的优化设计问题的方法———混合离散复合形法。算例表明,混合离散复合形法可用于工程结构优化设计中,其结果不需圆整,解题可靠性和效率大大提高。     

基于模拟退火算法的舰船中剖面优化设计

舰船中剖面优化设计中的设计变量应为连续和离散的混合变量,文中引入的模拟退火算法能很好地解决连续和离散混合设计变量的优化问题,将经过改进的模拟退火算法应用到舰船中剖面结构优化设计中,实船的优化计算算例取得了合理的结果,由此表明,应用模拟退火算法进行舰船中剖面结构优化设计是可行且高效的,可在工程结构优化设计领域中推广应用。     

弧焊变压器的混合离散变量法优化设计

弧焊变压器的优化设计对能源和材料的节约有着重要的意义。本文建立了寿命经济变压器的数学模型,同时考虑了成本和效率,在整个寿命周期所消耗的社会财富最少。优化计算方法采用了混合离散变量法。结果表明,混合离散变量法代化计算所得结果可直接用于设计,比较适合于既有连续变量又有离散变量的工程实际问题的数学规划。     

混合离散变量的整型优化方法

本文对混合离散变量的优化问题进行了探讨,提出了将混合离散变量转换为单一的纯整型离散变量、并在整型空间内对全离散或混合离散变量、约束非线性问题进行优化设计的新方法。     

复二重式减速机优化设计及软件开发

本文结合工程实际，对复二重减速机在设计过程中产生的问题，选定了５个优化目标，用离散、连续混合变量的优化方法对其齿轮传动进行了优化设计，并开发了该形式减速机的优化设计通用软件。对优化设计工程的应用作一些探索，并取得了较好的效果。     

混合离散优化方法在弹簧设计中的应用

针对机械设计中大量存在的离散变量或离散、连续混合变量的设计问题 ,分析了现行利用一般连续变量方法进行优化设计的不足 ,研究了混合离散优化方法应用的有关问题。结合圆柱螺旋弹簧设计的特点 ,讨论了在建立弹簧设计工程数据库及其设计规范应用软件时 ,如何进行混合离散优化方法的应用与步骤 ,给出设计的算例。     

混昆合离散优化方法在弹簧设计中的应用

针对机械设计中大量存在的离散变量或离散、连续混合变量的设计问题,分析了现行利用一般连续变量方法进行优化设计的不足,研究了混合离散优化方法应用的有关问题。结合圆柱螺旋弹簧设计的特点,讨论了在建立弹簧设计工程数据库及其设计规范应用软件时,如何进行混合离散优化方法的应用与步骤,给出设计的算例。     

进化算法在船体结构优化设计中的应用

结构优化问题在计算上的难点是计算复杂、存贮量大、计算时间长,解决问题的关键是如何提高处理整数与离散型变量的有效性.本文针对船舶结构优化设计问题的特点与计算上的难点,采用可以求解多峰性连续函数全局最优解的分配区间型进化算法进行结构优化.相对简单遗传算法(SGA)在解     

圆柱拉压螺旋弹簧的动态优化设计

本文采用空间曲杆力学模型对圆柱拉压螺旋弹簧进行了动态分析,求出了动态微分方程组的解析解。在此基础上,对弹簧进行动态优化设计,建立了以最大动载应力最小为目标函数的优化数学模型,采用混合离散变量优化程序CVM02,得到了合理可靠的优化设计方案。     

工程膨胀节波纹管优化设计与选型

通过分析波纹管的结构,以单波补偿量最大、质量最小为优化设计目标,建立了膨胀节波纹管优化设计数学模型,采用混合离散变量组合型优化方法对模型进行求解,获得了较好的优化结果。     

几何规划在拖拉机行星齿轮式最终传动优化设计中的应用

本文根据优化设计理论,建立了拖拉机渐开线行星齿轮最终传动优化设计的一般数学模型,并将其目标函数和约束条件变为广义多项式的几何规划标准形式模型,进一步探讨了它的优化设计方法和程序.用作者所编制的混合离散变量几何规划序列线性规划程序进行了优化设计,计算结果表明,此法不但收敛速度快,可靠性好,而且还具有数据结构和程序设计简单等特点.     

天线结构的多工况离散变量优化设计

针对天线结构受载及工作状态的复杂性,研究了天线结构的多工况离散变量优化设计问题。首先建立了天线结构在自重、风荷作用下受精度、应力和稳定性约束的多工况优化设计的数学模型;其次根据材料特点,将设计变量取为离散变量,给出了天线结构的多工况离散变量优化设计数学模型。采用离散复合形法,对多工况8 m天线进行了优化计算。结果表明,计算结果与分析结果相吻合,该方法可应用于多工况天线结构优化设计中,且精度较高。     

基于CLPSO算法的混合变量桁架形状优化

为了解决混合变量桁架形状优化问题中离散截面面积和连续节点坐标的变量耦合给优化带来的困难,将一种新型智能优化算法——基于"综合学习策略"的粒子群算法(ComprehensiveLearning Particle SwarmOptimization,CLPSO)应用于桁架混合变量形状优化问题中。给出了考虑离散截面面积和连续节点坐标两类不同性质的设计变量的混合变量桁架结构形状优化的数学模型,并对经典桁架结构进行混合变量的形状优化,将所得结果与其他优化算法结果进行了比较。分析结果表明了该方法进行混合变量桁架形状优化设计的有效性。