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《西北工业大学》 2003年 硕士论文
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优化设计软件系统及其应用研究

钟小平  
【摘要】: 在工程实际中,常常需要对问题进行优化设计。对于一个问题进行优化需要选择具体的优化算法。建立一个包括多种类型优化算法的算法库,根据问题的性质选择合适的算法,可以有效地提高设计质量。为此,本文研究优化设计方法及相应的软件系统,进行了再入飞行器气动布局的优化设计。 本文在Windows2000环境下开发了一个优化设计软件平台。软件平台由优化算法库和图形用户界面两部分组成。算法库中集成了三类优化算法:数值型优化算法(如梯度法、Powell直接搜索法、外点罚函数法)、基于逻辑的算法(遗传算法、模拟退火算法)和知识基优化方法(有指导的启发式搜索方法)。数值型优化算法和基于逻辑的算法利用C++语言在Visual C++6.0集成环境中开发。这两类算法都是运用面向对象的思想进行程序设计,提供了统一、可扩展的接口。知识基优化方法主要探讨了有指导的启发式搜索方法。该方法利用工程技术人员的设计经验制订出规则以指导优化设计,加快优化设计进程。同时,针对各种优化算法的不足,本文采用混合优化策略,将多种优化方法结合起来,取长补短,有效地提高优化设计质量。本文开发的软件平台具有简单易用的图形用户界面(GUI)。图形用户界面包括一个优化向导,用于指导优化进程,同时提供一个用户与优化软件平台之间的交互窗口。用户可以通过优化向导中包含各种算法参数的属性页来修改运行时参数,控制优化过程。 本文应用此优化设计系统对带控制舵机动式再入飞行器气动布局进行优化设计。结果表明,气动布局优化设计使再入飞行器的气动性能得到了明显的改善,从而证实了本文方法的有效性和实用性。


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