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考虑混合变量的车辆底部防雷组件优化设计研究

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考虑混合变量的车辆底部防雷组件优化设计研究

作者：吉诚南京理工大学

学位级别：硕士

混合变量是指在结构优化设计中,设计变量既包含连续变量又包含离散变量,底部防雷组件优化设计中各种结构材料种类的选择便属于典型的离散变量,基于此,本文首先研究了高斯过程模型在处理离散变量方面的多种改进,对比分析了三种基于高斯... 详细信息

混合变量是指在结构优化设计中,设计变量既包含连续变量又包含离散变量,底部防雷组件优化设计中各种结构材料种类的选择便属于典型的离散变量,基于此,本文首先研究了高斯过程模型在处理离散变量方面的多种改进,对比分析了三种基于高斯过程模型的改进方法:乘法运算协方差(MC＿GP)、加法运算协方差(ADD＿GP)以及潜在变量(LVGP)的高斯过程模型,发现LVGP方法对离散变量的处理更具有优势;进行了弹道冲击摆锤系统的相关试验以及有限元仿真研究,采用MC＿GP、ADD＿GP和LVGP三种方法进行了弹道冲击摆锤系统代理模型的建立,验证了LVGP方法的优势,同时证明了LVGP方法在爆炸冲击过程问题中的可行性。其次,进行了车辆底部防雷组件的设计方案分析、试验分析以及有限元仿真模型的验证,提出了底部防雷组件的改进方案,针对底部防雷组件优化涉及到多响应值的问题,在LVGP方法的基础上,改进了一种核函数选择的多响应值潜在变量高斯过程(KS-MR LVGP),采用KS-MR LVGP方法进行了底部防雷组件代理模型的建立,验证了其有效性。最后,基于KS-MR LVGP方法建立的代理模型,采用粒子群优化算法进行了底部防雷组件优化的求解,同时为了对比代理模型精度对优化结果的影响,采用神经网络方法进行了底部防雷组件代理模型的创建并采用粒子群优化算法进行了优化求解,对两种方法得到的优化结果进行了有限元仿真计算验证,对比发现,基于KS-MR LVGP方法得到的优化结果更好,且优化结果的精度更高。

关键词：混合变量代理模型高斯过程防雷组件核函数

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面向混合变量和任意时间优化的蚁群算法

系统工程与电子技术 2017年第3期39卷 675-680页

作者：廖天俊余赟北京系统工程研究所复杂系统仿真总体重点实验室北京100101 海军装备研究院北京100161

针对现实问题中优化模型复杂、变量类型混合、求解难问题,通过构建面向混合变量的蚁群优化信息素模型和设计蚂蚁随机解构建方法,提出能够充分有效处理混合连续、有序或无序离散变量的蚁群优化算法。进一步考虑现实问题中目标函数评估次... 详细信息

针对现实问题中优化模型复杂、变量类型混合、求解难问题,通过构建面向混合变量的蚁群优化信息素模型和设计蚂蚁随机解构建方法,提出能够充分有效处理混合连续、有序或无序离散变量的蚁群优化算法。进一步考虑现实问题中目标函数评估次数未知或昂贵优化场景,设计面向任意时间优化的算法参数评估指标,自动化配置算法同时提高解的质量和优化执行效率,生成了面向混合变量和任意时间优化的蚁群算法。最后在标准工程优化问题中进行测试,通过与文献结果的比较,验证了新蚁群算法的高效性和鲁棒性。

关键词：混合变量任意时间优化蚁群算法

基于混合变量的导弹舱段径向连接结构综合优化设计

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固体火箭技术 2015年第6期38卷 857-859,876页

作者：王晓慧樊思思周健鸥苏瑞意马辉北京航空航天大学宇航学院北京100191 北京机电工程总体设计部北京100854

针对导弹舱段径向连接结构的优化设计,研究其优化模型的建立及求解。该优化问题同时涉及尺寸、形状及拓扑优化,是一个综合优化问题。将离散变量螺栓规格及螺栓个数,与连续变量连接段的细节尺寸同时引入优化模型作为设计变量,实现对混合... 详细信息

针对导弹舱段径向连接结构的优化设计,研究其优化模型的建立及求解。该优化问题同时涉及尺寸、形状及拓扑优化,是一个综合优化问题。将离散变量螺栓规格及螺栓个数,与连续变量连接段的细节尺寸同时引入优化模型作为设计变量,实现对混合变量的同步优化,在满足结构强度与刚度约束下,实现结构质量最小的优化目标。建立了该结构综合优化设计的优化模型,并基于多学科优化平台i SIGHT成功求解,得到的优化结果在工程校核过程中满足工程设计要求。实现了对导弹舱段径向连接结构综合优化设计问题的通用建模,对复杂结构系统优化问题具有一定的应用参考价值。

关键词：结构优化径向连接结构综合优化设计混合变量

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多学科混合变量协同设计优化方法研究

控制与决策 2011年第8期26卷 1243-1247页

作者：王威范文慧肖田元陈新夏志方清华大学国家CIMS工程技术研究中心北京100084

为解决同时含有离散和连续两种变量形式的混合变量复杂产品设计优化问题,利用"分而治之"的混合参数处理思想,在协同设计优化算法的基础上,提出一种多学科混合变量协同设计优化方法.该方法先将优化问题解耦分解成相对简单的多个子系统进... 详细信息

为解决同时含有离散和连续两种变量形式的混合变量复杂产品设计优化问题,利用"分而治之"的混合参数处理思想,在协同设计优化算法的基础上,提出一种多学科混合变量协同设计优化方法.该方法先将优化问题解耦分解成相对简单的多个子系统进行优化计算,然后利用协同设计优化算法的协同机制求得全系统最优解.算例验证结果表明了所提出方法的可行性和有效性.

关键词：多学科设计优化协同优化混合变量

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混合变量非线性规划问题的差异演化算法研究

现代制造工程 2011年第3期 1-5页

作者：刘丽琴张学良谢黎明温淑花卢青波兰国生兰州理工大学机电工程学院兰州730050 太原科技大学机电工程学院太原030024

针对机械优化设计问题中的混合变量非线性规划问题,提出一种改进的差异演化算法。首先针对混合变量非线性规划问题的特点,采用离散变量与连续变量分别进化策略,以使差异演化算法能够适于解决这类问题。其次,依据基因突变原理,提出突变... 详细信息

针对机械优化设计问题中的混合变量非线性规划问题,提出一种改进的差异演化算法。首先针对混合变量非线性规划问题的特点,采用离散变量与连续变量分别进化策略,以使差异演化算法能够适于解决这类问题。其次,依据基因突变原理,提出突变因子的概念,使群体中的一部分个体不经过交叉操作,而直接与父代竞争,提高了群体的多样性,增强了算法的全局搜索能力,并对差异演化算法的缩放因子进行线性递减计算,加快了算法的收敛速度。测试结果表明,所提出算法不仅能够解决混合变量非线性规划问题,而且有较快的收敛速度和较好的全局收敛能力,实用价值明显。

关键词：混合变量非线性规划差异演化突变因子自适应缩放因子

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混合变量优化设计的整型化方法

西北工业大学学报 2003年第5期21卷 548-551页

作者：张安宁童小燕西北工业大学安徽理工大学安徽淮南232001

基于连续变量在工程应用中的实际可取值皆为按不同单位、依不同精度而定的离散数 ,提出了将连续变量视为离散变量、并进一步将混合变量转换为单一的纯整型变量 ,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... 详细信息

基于连续变量在工程应用中的实际可取值皆为按不同单位、依不同精度而定的离散数 ,提出了将连续变量视为离散变量、并进一步将混合变量转换为单一的纯整型变量 ,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 ,使算法和程序得到简化。仿真算例表明 ,该方法具有很高的计算效率和可靠性 ,完全可以满足工程计算需要。

关键词：最优化混合变量整型化非线性约束

应用混合变量最小势能原理求解有一个悬空角点弹性矩形薄板的稳定

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世界地震工程 2005年第2期21卷 90-98页

作者：陈英杰刘春辉李威付宝连燕山大学建筑工程与力学学院河北秦皇岛066004

将混合变量的最小势能原理推广到求解弹性矩形薄板的稳定问题中,求解了有一个悬空角点弹性矩形薄板的稳定问题,并给出了相应问题确定临界载荷的特征方程及计算结果,为工程中薄板的设计计算提供了有效的参考,尤其是对现代建筑和桥梁中的... 详细信息

将混合变量的最小势能原理推广到求解弹性矩形薄板的稳定问题中,求解了有一个悬空角点弹性矩形薄板的稳定问题,并给出了相应问题确定临界载荷的特征方程及计算结果,为工程中薄板的设计计算提供了有效的参考,尤其是对现代建筑和桥梁中的受压构件的稳定设计和计算提供了一个简捷有效的计算方法。通过文中计算表明,混合变量的最小势能原理适用于有一个悬空角点矩形板稳定问题的求解,从而验证了它用于薄板稳定问题的一般性和通用性。

关键词：弹性矩形薄板最小势能原理混合变量求解角点悬空稳定问题应用计算结果特征方程临界载荷设计计算计算方法稳定设计受压构件现代建筑计算表矩形板通用性一般性工程

应用混合变量余能原理求解不同载荷作用下四边简支矩形板的弯曲

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计算力学学报 2015年第2期32卷 287-292页

作者：陈英杰李志航付宝连燕山大学建筑工程与力学学院秦皇岛066004

由功的互等定理导出了弯曲矩形板混合变量的总余能,应用混合变量余能原理求解四边简支矩形板弯曲问题,给出了四边简支矩形板的混合变量余能表达式,求解了不同载荷作用下四边简支矩形板的弯曲问题,并将计算的不同载荷作用下的挠度和弯矩... 详细信息

由功的互等定理导出了弯曲矩形板混合变量的总余能,应用混合变量余能原理求解四边简支矩形板弯曲问题,给出了四边简支矩形板的混合变量余能表达式,求解了不同载荷作用下四边简支矩形板的弯曲问题,并将计算的不同载荷作用下的挠度和弯矩值与ANSYS有限元的计算值比较,给出了一种求解四边简支矩形板的新方法。

关键词：功的互等定理混合变量余能原理不同载荷四边简支矩形板

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求解混合变量约束优化问题的改进粒子群算法

系统仿真学报 2012年第6期24卷 1175-1179页

作者：王维刚刘占生倪红梅哈尔滨工业大学能源科学与工程学院哈尔滨150001 东北石油大学机械科学与工程学院大庆163318 东北石油大学计算机与信息技术学院大庆163318

针对工程设计中混合变量约束优化问题,提出一种基于模拟退火的粒子群算法。通过引入模拟退火算法,重新生成停止进化粒子的位置,增强了全局搜索能力。鉴于最优解位于可行域边界的特点,结合一种自适应保持群体中不可行解比例的策略,采用... 详细信息

针对工程设计中混合变量约束优化问题,提出一种基于模拟退火的粒子群算法。通过引入模拟退火算法,重新生成停止进化粒子的位置,增强了全局搜索能力。鉴于最优解位于可行域边界的特点,结合一种自适应保持群体中不可行解比例的策略,采用个体比较准则处理约束。同时结合混合变量优化问题的特点,通过转换函数,使算法真正在离散空间中进行搜索,保证了解的可行性。仿真结果表明:该算法能够快速准确地找到最优解,具有较好的稳定性。

关键词：混合变量约束优化改进粒子群算法模拟退火个体比较准则转换函数