动态多目标优化进化算法研究综述

动态多目标优化进化算法主要研究如何利用进化计算方法求解动态多目标优化问题,其已成为进化计算领城一个新的研究课题.本文首先介绍了动态优化问题的分类,然后描述了动态多目标优化问题的基本概念、数学表述,最后在当前对动态多目标优化进化算法的基本原理、设计目标、研究现状及性能度量讨论的基础上,提出了对动态多目标优化问题需进一步研究的关键问题.     

控制系统设计的满意优化方法

控制系统的参数设计可归结为一类多指标优化问题.本文介绍了关于控制系统设计的满意优化方法的一些研究工作.给出了可用于控制系统参数设计的满意优化计算模型,并通过算例说明了该模型的应用方法.通过对满意控制问题的分析,指出了进一步的研究问题.     

均匀设计在化学化工优化计算中的应用

本文以一实际的优化问题为例探讨均匀设计在化学化工领域优化计算中的应用，获得了满意的结果。实践表明，均匀设计用于优化计算可大大节省计算的工作量，迅速方便地实现优化的目的．     

压铸机合模机构的正交回归优化设计

在对压铸机合模机构的优化设计中,采用正交回归设计法建立结构性能与设计变量的近似函数,对近似函数进行优化,从而有效地解决了结构优化设计过程中优化方法需要反复进行三维有限元分析而引起的超大计算量问题;这种方法对实际应用中大量存在而又无法得到解析式的结构优化问题有着普遍的意义。     

膜结构动态抗褶优化内核的双重互易法实现

动载荷作用下膜结构褶皱的计算及其在结构、声、电磁耦合条件下的优化对计算方法的精度、稳定性和效率三方面都有着较高要求。结合问题特点专门设计的优化内核对优化方法的选择和优化的成败起到关键作用。文章对动载荷下膜振动瞬态问题的求解采用了双重互易边界元法。为了保证计算的稳定性,对时间导数项进行径向基函数插值时,将配点集选为内部节点集。时间差分算法方面,比较了Houbolt算法和阻尼Newmark算法的表现,为保证计算精度,采用了无阻尼Newmark算法。文章所述方法综合采用了上述措施,能适应富含褶皱的位移场的计算,在稳定性、精度和效率上能满足优化内核的设计要求。     

有关橡胶坝设计问题探讨

探讨对橡胶坝设计与工程实践中的泄洪能力计算，坝袋的优化设计，锚固结构型式等问题进行计算分析，并提出实用性较强的设计计算建议。     

考虑深层滑动的重力坝断面优化设计及软弱夹层影响的分析

在具有软弱夹层岩基上设计重力坝时必须考虑深层滑动稳定问题.本文将此稳定条件引入混凝土重力坝的断面优化设计,建立了适合于序列二次规划法计算的优化数学模型.根据大量优化计算结果,从断面优化的角度,较详细地分析了岩基中软弱夹层的性状(诸如摩擦系数、倾角和埋藏深度等)对这类大坝设计的影响规律,提供了一些对大坝设计有参考价值的信息.     

静电透镜优化设计的研究

本文采用以改进型Powell法为基础的有约束参数优化方法研究静电透镜的设计。对优化中关键的场计算问题采用数值计算和近似解析解结合的方法解决。编制了一套优化计算程序并实际优化设计了一种四电极透镜,在最大电压比不超过10的条件下得到C_e/F≤0.45、C_N/F≤1.84,结果表明优化速度大大提高,优化结果理想而得到的结构非常简单,具有实用意义。此方法特别适用于实用多电极透镜的设计。     

基于均匀布点的模拟退火算法

把实验设计中的均匀设计思想引入模拟退火，提出了一种基于均匀设计变量的模拟退火优化方法。该方法根据均匀设计原理在优化模型的设计变量空间内均匀分布一系列点，然后，将可行域内的上述系列布点作为优化计算的系列初始点，并运用模拟退火算法，分别开始进行优化计算，得到优化模型的一系列局部最优点。最后，比较所有局部最优点的最优值，即认为在一定程度上获得了该优化问题的全局最优解。该算法可求取非线性多峰函数的全局最优解。编制了计算程序，给出了计算实例，计算结果表明该设计方法是可行的。     

大型结构优化选型计算的探讨

本文探讨了大型结构优化选型计算问题.根据原有结构型式和设计经验建立优化选型计算模型;对目标函数和约束条件在数学上进行近似处理后,利用Kuhn-Tuckr条件和Lagrange乘子,把选型问题转化为求解典型二次规划问题;引进加权因子和利用改进后的变尺度法使计算过程简化、可靠,计算精度较高.     

应用最小中心力的中心设计算法

中心设计问题（Ｄｅｓｉｇｎ ｃｅｎｔｅｒｉｎｇ ｐｒｏｂｌｅｍ）又称嵌入问题（Ｅｍｂｅｄｄｅｄ ｐｒｏｂｌｅｍ）。实质上,它是个不可微优化问题。本文通过引进力学上的有关概念,特别是通过对“中心力”的定义,给出了中心设计问题的一个新的数学模型。从而把不可微优化问题转化为非线性规划问题。另外,对加权系数ｐ（ｘ）作了精确处理,使计算出的中心点与实际中心点相吻合。采用ＦＯＲＴＲＡＮ 语言对上述算法编写了计算程序,在ＩＢＭ－ＰＣ微机上通过了大量实例计算,充分说明了本文给出的算法收敛速度快,结果精确。     

用最优化计算方法进行型线光顺优化设计

通过对某些特定舰船型线光顺设计问题的数学分析，建立了型线光顺设计问题的数学模型，提出了用约束最优化计算方法进行型线优化设计，并通过混合罚函数和增广Lagrange乘子法这两种最优化计算方法的对比，验证了增广Lagrange乘子法的优越性。     

基于响应面模型的6σ稳健设计方法

工程优化中常面临以下问题:①随机因素对质量波动的影响;②设计变量与响应之间的非线性隐式关系不利于优化的实施;③优化中设计变量的不断修正导致试验或计算成本显著增加.为解决上述问题提出了基于响应面模型的6σ稳健优化方法,并以悬臂梁结构和筒形件拉深成形为例进行了优化研究.通过与确定性优化和可靠性优化的对比,验证了所提出的优化方法具有良好的优化效果.     

提高半圆拱巷道断面利用率及优化计算方法

本文分析了目前矿井半圆拱巷道断面利用率较低的问题,并指出了现有设计计算方法上的不足点;从满足使用和安全要求的角度,对如何提高拱部利用率提出了优化计算和计算机计算程序。     

高炉开铁口机铰链磨损问题的仿真分析与优化设计

为解决KDIA型开铁口机旋转机构铰链的磨损失效问题,对机构的运动学和动力学仿真建立了机构综合分析平台并以组合磨损计算模型为基础计算相应磨损量. 以减缓铰链磨损速度及减轻磨损不均为优化目标,以机构尺寸为设计变量,以不损失其他设计指标为约束条件进行优化设计. 结果表明,通过调整设计尺寸以优化机构运动学和动力学性能,是解决传动精度降低、磨损失效等机构问题的有效途径.     

三元叶轮子午流道和叶片的优化方法

利用反问题计算间接对叶片进行参数化并结合神经网络技术，建立了一种基于三维黏性流动分析的叶轮优化设计方法．该方法将设计变量分为叶片的设计变量和子午流道的设计变量，并分别作为子系统和中心系统。首先，在子系统内保持子午流道形状不变，利用遗传算法对叶片进行优化．然后，在中心系统内利用试验设计理论安排训练样本，采用神经网络建立叶轮性能与子午流道设计参数之间的响应关系，同时计及叶片形状对叶轮性能的影响，对子午流道及叶片进行优化。该方法设计变量个数较少，通过将设计变量进行分类并分步优化，有效地减少了计算量，对三元叶轮的优化问题具有良好的应用前景。通过对一台混流泵叶轮进行优化，扬程和效率分别提高了7．43％和3．37％，从而验证了该方法的实用性。     

基于Barzilai-Borwein梯度法的多微电网系统递阶优化调度算法

针对由多个相互关联的微电网组成的多微电网系统,本文提出基于Barzilai-Borwein梯度法的多微电网系统递阶优化调度算法。该算法通过协调各子网多余或缺少的能量,并优化各子网发电设备以实现各微电网能量供需平衡,最小化多微电网系统整体运行成本。首先建立多微电网能量流动模型及其能量管理优化问题,进而综合预测控制的滚动优化思想和关联平衡原理,设计了多微电网系统的递阶优化调度算法。该算法将整体优化的复杂的高维整体优化问题分解为若干个相互独立的低维子问题,将原来集中的大规模计算分散到每个子系统中进行,降低对单个控制器的计算性能要求,并引入Barzilai-Borwein梯度法对子微电网之间协调,提升协调级迭代计算寻优过程的收敛速度,驱动各子网的独立优化解快速收敛至多微电网的整体优化解,以较低的计算量取得了良好的多微电网能量管理效果。最后通过数值仿真验证了本文所设计算法的有效性。     

正交计算设计法

根据正交设计的理论,本文提出了正交计算设计法。该法利用正交表,用球域内随机点法确定计算点。该法是一种求解无约束或有约束优化问题的直接解法。它既发扬了网络法[3]的简单、直观,对目标函数无特殊要求、约束条件容易控制等优点,又避免了网络法计算量大的缺点。由于找到了按行构造正交表的方法,使得程序编制变得简便,且存储量也大为减少。计算实例表明:该法的计算精度能满足一般工程要求;它适用于中小型优化课题,是一种可行的实用优化法。     

压力机机身的优化设计

本研究采用的优化方法是复合形法．在五维非线性约束的设计空间内选择和改进设计点，并通过平面问题的有限元法计算出每个设计点的目标函数值（机身体积）以及校验隐式约束所需要的单元应力和节点位移． 作为实例，本文还着重对Ｊ２３—６．３型开式可倾压力机机身的优化问题进行了分析计算．     

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。