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《武汉理工大学》 2002年
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优化设计中的智能方法与可视化技术研究

吴镇  
【摘要】: 工程优化设计是工程设计、最优化方法和计算机技术相结合的产物,是一种现代设计方法。经过三十多年的发展,对优化设计理论的研究取得了极大的成就。然而优化设计在工程实际中的应用却并未得到同等程度的发展,其原因主要在于工程问题所具有的高度复杂性。 为提高优化设计的效果,进一步普及优化设计在工程上的应用,需要采用广义优化设计的思想,在第1章绪论中,作者详细地分析了优化理论的发展和优化设计应用的现状。近年来,相关科学技术领域的发展为优化设计的研究和广泛应用提供了契机。人工智能(AI)是一门新兴的学科,它是在计算机上实现智能行为的科学。80年代中期开始,国内外不少学者开始在优化设计中使用人工智能技术。本文针对优化设计中的智能方法进行了研究,在本文的第2章,提出了一种基于区间估计的遗传算法,应用概率分析,通过对最优解的收敛区间进行估计,缩小了搜索范围,提高了搜索精度,最优解的质量有所改善。基本遗传算法仅有交叉算子和变异算子,因而局部搜索能力不强,容易出现种群早熟,进化结束时往往收敛到最优点附近而达不到全局最优点。第3章借鉴了传统优化方法中的搜索技术,开发了梯度算子、正交搜索算子和进化算子以强化遗传算法的局部搜索能力。算例表明,这几种算子能提高遗传算法的搜索性能。第4章对模拟退火算法进行了研究。为使模拟退火法在工程上得到推广及便于使用,对经典模拟退火法进行了改进,提出了“多点退火”的策略,以增强算法的全局寻优能力并使算法具有一定的并行性;通过拆分马尔可夫链强化搜索并增大跳出局部最优解的概率;通过保留搜索中的最优解提高搜索效率。第5章研究了优化设计过程中的灵敏度分析方法。在优化设计过程中进行灵敏度分析,可以使设计师对各设计变量给予目标函数的影响有较好的把握,由于通常的灵敏度分析利用了泰勒公式,因而需要导数信息。作者提出了基于方差分析的灵敏度分析方法,不需要导数信息,就能了解在优化过程中,各个设计变量对目标函数值的影响,具有可计算性的优点。第6章提出了用实例推理产生优化设计初始方案的思想。提出了把工程设计实例进行层次分解的观点。对工程设计实例进行了研究,按语义对象模型把一般工程实例归结为有限的几种对象类型,从而为实例库的设计奠定了基础;在此基础上,根据面向对象的思想,抽象出了工程实例的基于约束对象的检索模型。 科学计算可视化是研究如何把科学数据,转换成可视的、能帮助科学家理解的信息的计算方法。论文的另一部分主要研究了在优化设计中运用可视化技术。第7章提出了把可视化建模和智能建模相结合的思想,对于其支撑环境进行了研究;论述了在优化过程中运用可视化技术,对优化过程进行监控;实现了缩减子空间的可视化优化迭代算法,在一定意义上具有跟踪优化计算的能力。第8 优化设计甲的智能方法与可视化技术研究 章对优化计算的可视编程技术进行了研究。论述了优化计算的可视编程环境,对 优化计算可视编程中的技术问题进行了研究,最后运用实例论证了优化计算可视 编程的可行性。 第9章用工程实例验证了论文的研究成果,理论和实际相结合是论文的一 个特色。第10章对论文的研究工作进行了总结,并提出了今后进一步研究发展 的方向。
【学位授予单位】:武汉理工大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2002
【分类号】:TP18

【引证文献】
中国期刊全文数据库 前1条
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中国博士学位论文全文数据库 前1条
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中国硕士学位论文全文数据库 前7条
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【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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中国重要会议论文全文数据库 前10条
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中国博士学位论文全文数据库 前10条
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7 李林杰;生态高值农业技术创新模式研究[D];湖南农业大学;2010年
8 边柯柯;反求工程中复杂自由曲面协调设计及拓扑还原技术研究[D];浙江大学;2010年
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 王亚楠;基于光线投射算法的CT图像三维重建与分割剪取[D];山东科技大学;2010年
2 吴香庭;基于遗传算法的K-means聚类方法的研究[D];山东科技大学;2010年
3 刘希花;曳引电梯机械振动系统的固有特性与动力学响应[D];山东科技大学;2010年
4 马水松;多目标遗传算法与非支配集的构造研究[D];山东科技大学;2010年
5 张静;协同产品开发过程规划方法研究[D];山东科技大学;2010年
6 赵奇;医学超声图像三维重建算法研究[D];山东科技大学;2010年
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8 王洪侠;虚拟内窥镜的路径规划问题研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
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【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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9 张济世,康尔泗,赵爱芬,蓝永超,陈仁升;黑河中游水土资源开发利用现状及水资源生态环境安全分析[J];地球科学进展;2003年02期
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中国博士学位论文全文数据库 前10条
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中国硕士学位论文全文数据库 前6条
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【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前8条
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中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 潘昊;智能方法在水泥性能分析中的应用研究[D];武汉理工大学;2006年
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 何慧娟;基于多传感器的移动机器人障碍物检测与定位研究[D];安徽工程大学;2010年
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中国期刊全文数据库 前10条
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【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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10 周金枝;李小飞;;ANSYS软件在压力容器结构优化设计中的应用[J];湖北工业大学学报;2008年03期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
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中国重要报纸全文数据库 前10条
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4 欧阳怡升 本报特约记者 王道升 申进科 ;“可视化后勤”改革一波三折[N];解放军报;2003年
5 孙小和;江苏移动实现“无形品牌可视化”[N];人民邮电;2004年
6 通讯员 肖锋 本报记者 陶海音;“衡变”上半年节支1300万[N];湖南日报;2005年
7 王泽斌;计算机辅助玻璃配主优化设计[N];中国建材报;2007年
8 高国敏王春燕 张材;汽车厂房优化设计攻略[N];建筑时报;2008年
9 季佳莹;优化设计加快审批 抢抓进度如期完工[N];哈尔滨日报;2008年
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中国博士学位论文全文数据库 前10条
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4 栾振辉;平衡式复合齿轮泵的理论与试验研究[D];中国矿业大学(北京);2000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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4 王丽敏;偏曲轴少齿差行星减速器优化设计[D];河北工业大学;2005年
5 贾斌;全程变桨距风能转换装置的气动研究[D];内蒙古工业大学;2005年
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7 王承昱;遗传算法在杏花营组团污水管网设计中的应用[D];郑州大学;2006年
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10 赵天印;白银王岘水泥有限责任公司员工绩效考评体系的优化设计[D];兰州大学;2007年
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