基于Isight的博弈多目标优化

复杂多目标优化设计中常遇到性能目标与设计变量之间不具有显式的函数关系式,难以直接运用传统优化方法进行设计计算,且多个性能目标相互耦合,设计周期长等问题。针对这些问题,本文提出了基于Isight的博弈多目标优化设计方法,在Isight优化平台下集成Solidworks软件和Ansys软件进行建模与分析,运用博弈论思想分别建立合作博弈模型和非合作博弈模型,用遗传算法对模型进行求解获得优化解,并以悬臂梁多目标优化设计进行示例说明。     

基于分级目标传递的流体和结构多学科设计集成优化方法

以小水线面双体船(SWATH)的设计为载体,讨论多学科优化设计在其油耗问题中的应用.利用三维造型软件Solidworks对SWATH进行三维建模,对其中结构的部分运用有限元软件Hyper Works进行结构仿真分析,运用流体计算仿真软件FLUENT进行流体仿真分析.结合分级目标传递(Analytical Target Cascading,ATC)方法,借助Isight平台实现该问题多学科设计优化问题的求解,获得了良好的优化结果,实现了减小SWATH油耗量的目标.     

基于合作博弈的公差稳健设计方法

结合合作博弈理论和装配产品公差稳健设计建模,提出一种基于Nash仲裁均衡的公差稳健设计方法.首先将考虑稳健设计要求的装配产品质量与成本视为多目标优化对象,通过建立博弈决策方、效用函数,对各博弈方策略进行归属分类,将装配质量和成本多目标优化问题转化为多目标博弈决策问题,并建立相应的博弈模型及效用矩阵,最后采用合作博弈中的Nash仲裁法进行优化求解.该方法应用于车身前端装配总成的公差设计案例,通过与单目标优化方法比较,说明了其工程应用的有效性.     

基于工作空间最大化的2-RPC/2-SPC并联机构多学科设计优化

以2-RPC/2-SPC并联机构为研究对象,首先考虑奇异位形、杆长、运动副转角等影响因素,采用数值法求解机构的工作空间;然后运用Isight软件对工作空间进行试验设计,得到工作空间达到较大时结构参数的取值范围;最后建立以机构灵巧度、静刚度、承载能力及驱动力为性能评价指标的多学科设计优化模型,基于Isight软件对模型进行求解使这些性能达到整体最优,得到结构参数的最优解,并对性能评价指标的结果进行可靠性评价.研究结果表明,多学科设计优化应用在并联机构是可行的,能为并联机构的优化设计奠定基础.     

基于博弈理论的拱坝体形多目标优化设计

以坝体体积、最大主应力、高应力区范围为目标函数,建立了拱坝体形多目标优化模型.根据多目标优化设计问题与经济学中博弈问题之间的相似性,将多目标优化中的各分目标函数看成博弈方,所有可行解就是博弈策略集,从而提出了拱坝体形多目标优化设计问题的合作博弈方法.白鹤滩拱坝体形优化设计结果表明,该方法比传统的多目标优化方法(如线性加权法和理想点法)更能综合反映各优化目标的要求,优化结果更加合理,并具有较高的计算效率.     

基于PSO和模糊理论的蜗杆传动多目标优化设计方法

针对传统设计方法无法获得最佳蜗杆传动方案的问题,建立了蜗杆传动多目标优化设计模型;提出了基于粒子群优化算法(particle swarm optimization,PSO)和模糊理论的多目标优化问题求解策略,并进行了算例验证.算例结果表明:蜗杆传动多目标优化设计模型综合考虑了制造成本、体积、传动效率及润滑性能等因素,更符合工程实际情况;PSO与模糊理论相结合的多目标优化求解算法收敛速度快,可以获得多目标优化问题的全局最优解;基于PSO算法和模糊理论的蜗杆传动多目标优化设计方法比传统设计方法更合理、更高效.     

多目标决策设计的博弈求解方法

提出多目标决策设计的博弈求解方法,给出多目标问题的博弈描述,通过计算影响因子和模糊聚类,将设计变量集合分解为各博弈方拥有的策略空间.分别采用Nash均衡模型、Stackelberg寡头模型和共谋合作模型求解多目标决策设计问题,并给出相应的技术步骤.对一数值算例和补偿滑轮组变幅机构进行了多目标博弈求解,计算结果证明了博弈求解方法的有效性和可靠性.     

基于合作博弈理论的汽车概念设计优化方法

将质量功能展开(QFD)与合作博弈理论相结合,提出一种汽车产品顾客满意度和成本优化设计的新方法.该方法主要包括:通过市场调查和QFD分析,获取顾客需求并转化为技术需求,建立顾客满意度水平评价模型;再通过确定博弈方、博弈效用和博弈策略分组,将顾客满意度和成本的多目标优化问题转化为合作博弈理论模型;然后采用联盟博弈的Shapley值法求解最优值.最后,通过某汽车车门开发示例计算与传统方法进行对比,验证了本文所提出方法的有效性.     

基于多目标优化的双模式混合驱动电机特性设计

针对双模式混合驱动装置电机的参数匹配,提出了一种多目标优化的方法.在研究双模式混合驱动装置动力输出特性与电机功率间关系的基础上,以驱动功率利用率和电机功率为优化目标,利用Matlab和Isight软件进行了建模和求解.并根据计算结果中电机转速转矩工作点分布对电机A,B的外特性进行了设计,有利于进一步降低电机功率,改善系统优化匹配设计.     

模拟动物行为的多目标可靠性优化设计博弈算法

针对多目标可靠性优化设计的求解问题,结合动物行为对博弈方行为方式进行改进,提出模拟动物行为博弈算法.将各设计目标视为不同博弈方,通过随机向量映射技术将设计向量分解为各博弈方的策略集.根据行为匹配规则,将动物的"损人利己型"与"互惠合作型"行为赋予相应博弈方,各博弈方依据所模拟的行为,构建收益函数与目标函数的映射关系.模拟"互惠合作型"行为的博弈方组成联盟,与模拟"损人利己型"行为的博弈方进行多轮博弈,最终得到均衡解.车辆制动器设计结果表明,对比竞争与合作博弈,所提方法具有更高的计算效率.