多层框架结构区间优化新方法

多层框架结构的设计参数受测量或加工精度影响往往具有一定的误差或不确定性.针对设计参数具有不确定性的多层框架结构,提出一种区间优化新方法.用区间数表征框架结构的不确定设计参数,通过优化框架结构响应区间值的上界,将区间优化问题转化为近似的确定性优化问题.将结构响应Taylor展开式中的一阶导数也看成区间的,可得到框架结构响应更加准确的变化范围. 选择区间设计参数的中值和半径为优化变量,可以得到比传统确定性结构优化更多的优化信息.对一典型四层框架结构进行了具有频率约束的区间优化.结果表明,区间优化不仅能得到与传统结构优化大致相同的设计参数最优值,还能得到当实际工程问题中设计参数取不到理论最优值而有微小波动时,框架结构响应的变化范围,为框架结构的可靠性分析提供理论依据.     

基于小世界原理的模型降阶优化研究

为了克服模型降阶问题参数多且易陷入局部最优值的缺点,借鉴社会网络中的小世界原理,提出了基于十进制编码策略的局部短连接和随机长连接搜索算子,进而构造了一种十进制编码的小世界优化算法(DSWA).对稳定和非稳定线性系统的模型降阶优化进行了试验,验证了DSWA算法求解的可行性和有效性.区间固定与区间动态扩展策略的对比结果表明,采用区间动态扩展策略要优于区间固定策略,且DSWA算法能在一定程度上克服陷入局部最优值的问题.此外,通过对比所得优化模型与原始模型之间的误差值、时频域响应曲线等,表明采用DSWA算法得到的降阶模型具有较优的逼近性能.     

基于模糊逻辑推理的多响应稳健参数优化

研究一种基于模糊逻辑推理的多响应稳健参数优化方法。利用满意度函数计算含噪声干扰过程的各个响应的满意度值,然后经过模糊逻辑推理,将多个响应的满意度值转化为模糊推理等级;进而根据主效应法选取最优参数组合。构建包含可控因素和噪声因素的神经网络预测模型,对最优参数组合处的噪声实验进行预测,得到优化参数的响应质量指标值;并且计算出优化参数的信噪比。将该方法运用于铣切削工艺过程多响应参数稳健优化。结果表明:基于模糊逻辑推理的多响应稳健参数优化方法得到的最优参数组合,不仅有效地降低了铣切削表面的粗糙程度和粗糙高度,而且对噪声因素的影响具有较好的稳健性。     

基于代理模型的汽车乘员约束系统仿真设计

为在设计过程中有效减少轿车乘员约束系统的设计参数,并快速优化轿车乘员约束系统的安全保护性能,采用一阶线性响应表面模型和D-最优试验设计方法进行约束系统设计变量的筛选,对筛选后的变量应用Kriging代理模型和均匀试验设计方法进行设计参数的仿真优化,将优化结果与直接使用碰撞仿真软件MADYMO计算得到的结果进行对比.研究表明,一阶线性响应表面模型和D-最优试验设计方法能有效筛选出重要的并对约束系统性能具有决定作用的设计变量,而Kriging代理模型和均匀试验设计方法能在选定的设计变量的基础上,快速取得较好的优化设计结果.     

钢筋混凝土框架结构地震失效模式优化

地震作用下钢筋混凝土框架结构薄弱部位易发生损伤破坏,从而引起结构失效,针对结构的失效模式进行优化有利于提高结构的抗震性能.为此,以结构构件、结构层以及结构整体的损伤准则为约束方程,采用以结构构件损伤值相等为目标的优化设计方法,通过二次开发的钢材和混凝土的弹塑性损伤本构模型,应用纤维单元模型对强震作用下钢筋混凝土框架结构的失效模式进行了优化.以12层钢筋混凝土框架结构Benchmark模型为例,对双向El-Centro地震动作用下结构各构件的抗震性能进行优化,并对优化前后结构的动力响应和损伤发展进行分析,结果表明最优结构损伤集中得到有效的控制,结构各层损伤分布更加均匀,结构整体损伤减小,结构的抗震性能得到明显提高.     

区间方法在不确定非线性结构静态响应分析中的应用

采用区间分析方法针对目前还少有人研究的具有材料非线性的不确定结构系统进行分析计算,并针对计算结果易于扩张这一区间计算的主要缺陷,采用把区间函数计算和区间方程组的求解转化为以非确定参数为优化变量,以结构静态响应解为目标函数的全局最优化问题,进而得到静态解的区间边界值.计算中采用实数编码遗传算法求解全局优化问题.     

线性二次型调节器算法对黏弹性阻尼器参数的优化设计

鉴于黏弹性阻尼器(VED)对结构减震控制的局限性,采用等效刚度和等效阻尼的力学模型,对VED的参数优化问题进行了研究。基于LQR的最优控制算法,提出一种以VED控制下结构的振动响应去逼近最优控制下结构振动响应的VED参数优化的新方法。通过对一个加入VED的3层混凝土框架结构进行动力响应数值分析,得出结论。方法相对简单,所提出的VED参数优化方法能够使结构动力响应得到有效的控制,控制效果与采用最优控制算法的计算结果较为接近,验证了该方法的有效性。利用上述方法优化VED参数,对结构进行振动控制,虽然无法达到全状态最优增益反馈控制力的主动控制效果,但经过优化后的动力反应逼近最优控制算法的结果。该方法为VED在结构减震控制方面取得更好的减震效果提供了理论参考。     

基于改进的距离函数法的多响应稳健参数设计

研究了多响应稳健参数设计方法中响应对可控因子波动的稳健性问题.考虑多响应问题的最优性和稳健性,对广义距离函数进行了改进,提出了改进的稳健优化总体广义距离函数方法,该方法通过对优化广义距离和稳健广义距离进行权衡,将多响应稳健优化问题转化为使稳健优化总体广义距离最小化问题,得到稳健最优的操作条件.实例分析计算结果表明,与传统方法相比,该方法可以得到更加稳健的结果.该方法考虑了响应的方差-协方差结构和可控因子的波动,使优化的响应对可控因子的波动具有稳健性.     

基于鸟群算法的SVM参数选择

针对支持向量机(SVM)分类器参数选择问题,提出了基于鸟群算法(BSA)的SVM参数选择方法(BSASVM),以优化SVM惩罚参数和核参数.鸟群算法具有优化精度高、鲁棒性好等特点,将SVM参数作为鸟群算法目标函数的优化参数,在搜索到最优值的同时得到最优参数.通过8个UCI标准数据集的MATLAB仿真对比实验,验证了BSA-SVM能有效提高分类准确性.实验结果表明:BSA-SVM能更加准确地找到SVM最优参数,从而加强SVM学习与泛化能力,是一种有效的SVM参数优化方法.     

基于随机概率密度演化的结构-TMD参数优化

基于地震载荷随机性的事实,以及传统的采用特定地震波研究结构控制条件具有严重缺陷的问题,本文提出以结构最大层间位移作为控制指标,基于概率密度演化理论,采用改进遗传算法对TMD参数进行优化的设计方法.该方法结合改进遗传算法以及概率密度演化方法,充分考虑了随机性对结构影响的本质,根据随机载荷下结构-TMD控制体系中结构层间位移响应和动力可靠度的前后对比,说明优化方法的优越性.以三层剪切型混凝土框架结构-TMD参数优化为例,验证所提方法的正确性,为随机激励下的多自由度结构-TMD系统优化设计提供了一条新的解决途径.