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《天津大学》 2004年
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混沌遗传算法与结构优化设计

李红芳  
【摘要】:优化理论及方法的研究始于二十世纪三四十年代,由于计算机的发展,才使它得到了蓬勃的发展,产生了传统的基于迭代原理的各种数值方法,并在工业生产、经济等领域得到了广泛的应用。但随着研究的深入,实践中不断出现新的问题,使得优化理论及方法的研究仍然成为迫切需要。 遗传算法是近年来在计算机科学领域和优化领域中受到广泛关注的一种拟生物进化理论的仿生学算法。遗传算法作为一种全局优化搜索算法具有简单通用、鲁棒性强、适用于并行处理以及应用范围广等显著特点。作为一种搜索算法,遗传算法的基本框架已经形成,在各种问题的求解和应用中体现了它的优点,同时也暴露出了在理论和应用技术上的许多不足和缺陷。把遗传算法与局部搜索方法有机地结合起来,是改进遗传算法性能的卓有成效的方法。混沌是存在于非线性系统的普遍现象,具有随机性和遍历性。混沌运动具有对初始值变化强烈的敏感性,初值条件及其微弱的变化会引起系统行为的极大变化。因此,利用混沌变量搜索比随机搜索更易跳出局部解,更具有优越性。 结构优化设计是利用最优化技术,寻找在满足设计约束条件下的最优解。优化方法是结构优化设计的基本方法,常见的结构优化方法分为非直接法和直接法。结构优化设计包括三个阶段:建立数学模型,把一个工程结构的设计问题转换成一个数学问题;选择一个合理、有效的计算方法;编制计算机程序进行计算。 本文对遗传算法及其在结构优化设计应用中的相关内容进行了研究与分析。介绍了遗传算法的发展现状、基本结构、主要特点和改进技术以及结构优化设计的研究背景、发展现状和特点。在简单遗传算法的基础之上,提出了一种基于实数编码和混沌理论的混沌遗传算法,运用常用的测试函数对该算法进行了性能测试,并对测试结果进行了分析与总结。针对结构优化设计的特点,本文建立了遗传算法应用于结构优化设计的优化模型,阐述了遗传算法用于结构优化设计的基本流程,将混沌遗传算法用于对25杆空间桁架和72杆空间桁架的结构优化设计,证明了算法的有效性。
【学位授予单位】:天津大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2004
【分类号】:TU318

【引证文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 李彦苍;程芳萌;杨贝贝;张学志;;基于人工鱼群算法的桁架结构的优化[J];河北工程大学学报(自然科学版);2012年01期
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 曲晓宁;预应力空间钢结构索张拉控制算法及试验研究[D];浙江大学;2008年
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中国硕士学位论文全文数据库 前6条
1 张全飞;基于正交试验法的卸船机结构轻量化设计研究[D];上海交通大学;2012年
2 李敏;大型挤压机结构优化设计[D];燕山大学;2012年
3 霍凤斌;混沌模拟退火算法在储层参数反演中的应用[D];成都理工大学;2007年
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5 王勇;基于微粒群算法的桁架结构优化设计[D];同济大学;2008年
6 邢佳莹;基于维度约简的木材含水率建模及回归预测方法研究[D];东北林业大学;2012年
【参考文献】
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【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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5 孙明;基于小波和迟滞的混沌神经网络及其应用[D];哈尔滨工程大学;2010年
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8 时长江;豆科类杂草种子图像识别系统研究[D];中国海洋大学;2009年
9 孟珣;基于动力特性的海上风力发电支撑结构优化技术研究[D];中国海洋大学;2010年
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4 程慧;基于神经网络的两类问题研究[D];广西师范学院;2010年
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6 孔祥伟;城市二次供水智能控制系统的研究与开发[D];郑州大学;2010年
7 雷明杰;神经网络和遗传算法在中厚板轧机中的应用研究[D];郑州大学;2010年
8 白明;船舶管系路径优化算法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
9 韩洪祥;船舶直驱式容积控制液压舵机系统的分析与设计[D];哈尔滨工程大学;2010年
10 陈海艳;分数阶混沌系统的同步控制[D];哈尔滨工程大学;2010年
【同被引文献】
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1 陆赐麟;国外予应力钢结构发展的概况[J];北京工业大学学报;1980年04期
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7 张佳薇;曹军;;基于FLANN数据融合的木材含水率检测方法[J];东北林业大学学报;2010年12期
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中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 安鸿伟;混沌动力学与地震油储信息检测方法[D];成都理工大学;2002年
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
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2 戴皇冠;蚁群算法的改进及其在聚类分析中的应用[D];湘潭大学;2011年
3 任维杰;多次预应力钢结构优化设计[D];北京工业大学;2002年
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5 景辉;基于可靠性的多次预应力钢结构的优化设计[D];北京工业大学;2003年
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9 项宝卫;结构优化中的模拟退火算法研究和应用[D];大连理工大学;2004年
10 孙旭光;网壳结构滑移法施工全过程分析及监测[D];浙江大学;2005年
【二级引证文献】
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2 郭玉贝;基于马尔可夫随机场模型的医学图像分割方法研究[D];东北大学;2009年
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4 王连飞;基于遗传算法的油井压裂微震震源点的定位技术研究[D];吉林大学;2012年
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6 李海龙;双向张弦梁结构静力稳定性能和施工方案研究[D];西安建筑科技大学;2012年
7 李凡;斜拉桥模态识别的传感器优化布置方法的应用研究[D];浙江工业大学;2012年
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8 杨海霞;谢轶鹏;;一种改进的遗传算法及其在结构优化设计中的应用[J];河海大学学报(自然科学版);2007年06期
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6 张需溥;小型化微带天线的设计与数值分析[D];上海大学;2004年
7 杨春成;空间数据挖掘中聚类分析算法的研究[D];解放军信息工程大学;2004年
8 方娟;基于移动代理的网格资源监控技术的研究[D];北京工业大学;2005年
9 崔晓芳;箱型结构焊接变形预测、控制及应用[D];大连交通大学;2005年
10 张材;薄带坯铸轧板形智能识别与控制系统研究[D];中南大学;2004年
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1 张琦;采用遗传算法对钢筋混凝土框架结构进行优化设计[D];山东大学;2006年
2 朱忠华;遗传算法在结构可靠性优化设计中的运用研究[D];哈尔滨工程大学;2007年
3 陈焕群;基于遗传算法的半刚性钢框架支撑体系优化设计[D];汕头大学;2008年
4 王刚;大型空间天线伸展臂的结构优化设计[D];西北工业大学;2006年
5 李达;半刚性钢框架的优化设计[D];天津大学;2005年
6 朱奉梅;遗传算法在高校排课系统中的研究与应用[D];东北大学;2009年
7 孙晓丽;基于遗传算法的既有线平面及纵断面整正优化设计[D];中南大学;2010年
8 冯秋霞;解最小生成树问题的新的遗传算法[D];西安电子科技大学;2010年
9 郭佳;基于遗传算法的认知无线网络资源分配技术研究[D];西安电子科技大学;2010年
10 宋品;基于改进遗传算法的波束形成技术研究及其应用[D];西安电子科技大学;2010年
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