大跨张弦桁架结构尺寸优化设计研究

以结构重量为优化目标函数,以杆件截面为设计变量,对大跨张弦桁架结构进行尺寸优化设计研究,考虑了杆件长细比、强度和稳定以及结构刚度等约束条件.杆件截面设计变量采用现行规格离散值,利用直接搜索法进行优化搜索.研究表明,大跨张弦桁架结构设计是由结构刚度条件控制的,直接搜索法与离散设计变量联合使用提高了优化搜索速度.     

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。     

一类太阳能储热器最优设计的极值搜索方法

受环境因素影响,太阳能集热系统的储热容器设计参数不易设定。针对储热参数最优化数学问题,本文以储热容积作为控制变量,结合太阳能储热过程的动力学数学模型的数值解与面向有效温度区间的离散化采样方法,建立了离散型凸函数(一类隐式函数)的映射关系,并采用线搜索数值优化工具对最佳储热容积变量进行动态搜索。结果表明,在保证有效温度区间前提下,太阳能集热器存在最优值,本文提出的极值搜索方法能够快速搜索到该最优值,是一种有效的工具。     

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。     

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。     

准整型设计变量的优化方法——浮动随机试验法

本文介绍的适合于准整型设计变量(包括离散变量)优化设计的新方法,是以随机试验法为基础,在n维空间建立逐步缩小的浮动样本空间,在搜索过程中它逐步向最优解逼近。新方法的特点是程序简单,可以较精确地求解10维以下的等式或不等式约束问题,无需提供偏导数。与传统的随机试验法相比计算速度可提高几十倍到几百倍。     

直接搜索方法的改进

本文提出一种六分搜索法。与DSC法相结合。提供了对于连续函数的最有效而且可靠的一维直接搜索方法。对于离散变量函数的一维搜索,按Fibonacci数增、减步长是一种有效的直接搜索方法。改进方法的计算程序简单,可用于某些n维直接搜索法之中。     

基于遗传算法的圆环板的优化设计

利用阶梯折算法,由传递矩阵导出变厚度圆环板平衡问题的初参数解的显式表达式,将圆环板的优化设计转化为极小化目标函数的非线性规划问题.用一种离散变量结构优化设计的单向搜索法与标准遗传算法结合的混合遗传算法求解该优化问题,发挥了单向搜索法局部搜索能力强、高效省时和遗传算法全局性好的优点.对典型问题的计算表明,该方法能解决受强度、刚度和几何等约束的离散变量结构优化设计问题,并具有编制程序方便、收敛快和精度高的优越性.     

试验优化设计—OTTO法

OTTO法是本文提出的一种可解决混合离散变量优化设计的方法。该法利用正交试验安排搜索点,通过正交回归设计直接得到优化设计的搜索方向,该方向和目标函数负梯度方向吻合,而又勿需对目标函数求导,因而能大大提高搜索效率,节省计算机CPU时间。     

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。     

分布矩阵与离散型r.v.独立性的判定

基于离散型r.v.分布矩阵,给出二维、三维离散型r.v.独立性的充分必要条件,得到了相应的离散型r.v.独立性的判别方法,并给出相关应用.     

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。     

改进的离散复合形法与门式刚架结构优化设计

在连续变量复合形算法的 基础上，利用平均值舍入法获取离散点，改进了复合式迭代过程和停机准则，使之成为一种能直接求解离散变量优化解。将该方法应用于同济大学开发的钢结构杆系CAD软件－3D3S，建立了门式刚架结构离散变量优化的数学模型，实现了门式刚架结构的优化，取得了较好的效果。     

拟n维离散变量网格迭代优化方法

在研究离散变量型的优化设计的基础上,建立了离散变量虚实网格结点集;提出了拟3维空间和拟n维空间概念;导出了可计算结点的计算公式;导出了拟n维空间离散变量网格迭代优化方法.解决了在一般工程结构设计实践中,多采用连续变量优化设计加圆整的办法得到近似的离散型结果.然而对高精度要求的工程结构,该方法的计算结果往往与实际相差较大.通过钻井用大型车装井架的实例计算表明,所提出的方法简单易施、可靠性高、收敛快.     

动态无功优化的混合智能算法

针对存在离散控制设备动作次数约束的动态无功优化问题,提出免疫遗传算法和非线性内点法的混合算法.首先忽略控制设备的离散性和动作次数约束,采用非线性内点法求解初始优化解;然后按照控制变量的性质将原问题分解为连续优化与离散优化2个子问题迭代求解.在离散优化问题中,保持连续变量不变,采用免疫遗传算法优化离散变量,通过特别的编码方式使抗体自动满足动作次数约束;在连续优化问题中,保持离散变量不变,采用非线性内点法优化连续变量.混合算法充分结合了免疫遗传算法和非线性内点法的优点,能较快求解动态无功优化的近似最优解.IEEE14节点系统的仿真结果验证了混合算法的有效性.     

离散变量结构优化设计的混沌遗传算法

利用混沌搜索的遍历性、随机性、规律性等特点，提出了一种求解离散变量结构优化设计的混沌搜索方法；将混沌搜索技术嵌入遗传算法，与基本遗传算子共同构成了一种离散变量结构优化设计的混合遗传算法一混沌遗传算法；通过自适应的退火因子和罚函数来处理约束条件，使算法逐渐收敛于全局可行最优解。计算结果表明，该方法有效地克服了基本遗传算法中的“早熟”现象，并具有更快的收敛速度。     

M值随机序列加权和的强稳定性

利用样本相对熵作为任意离散型随机变量相对独立变量偏差的一种随机性变量 ,采用研究强极限定理的一种新方法——网微分法 ,得到了一个关于离散型随机变量序列加权和的强稳定性定理