收藏本站
《西安理工大学》 2007年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

基于遗传算法的桁架结构离散变量优化设计的研究与应用

刘伟  
【摘要】: 优化设计方法是将优化原理和计算机技术应用于工程设计,在设计领域得到了广泛应用的一种重要的科学设计方法。随着工程优化问题的日趋大型化、复杂化,许多工程大系统结构优化问题都具有很高的非线性和非连续性,采用传统的优化设计方法,在一般情况下很难找到全局最优解。遗传算法是一种现代的优化算法,它在解决各种非线性优化问题中表现出的自适应性、全局最优性及隐含并行性使其在工程设计中具有广泛的应用前景。 本文在学习理解和掌握遗传算法原理的基础上,针对标准遗传算法在应用中存在的问题及桁架结构的特点对其进行了改进,并用改进遗传算法对具有应力,稳定性,及位移约束的混合变量桁架结构进行形状优化设计。为了充分发挥遗传算法全局搜索能力强的优点,解决它易“早熟”等问题,本文将改进遗传算法与力学准则法相结合,采用拟满应力遗传算法对多工况桁架结构进行形状优化设计。为提高遗传算法的搜索效率和收敛速度,同时抑制“早熟”现象的发生,基于遗传算法的并行特性,本文又相继提出伪并行遗传算法和拟分层遗传算法,并在微机上模拟实现。文中采用自编程序,分别通过多个算例用改进遗传算法和上述各种混合遗传算法对混合变量桁架结构进行了形状优化设计,并对优化结果进行了比较分析。本文还对桁架结构的多目标优化设计进行了部分研究,利用改进遗传算法求解出桁架结构多目标优化问题的有效解集,并用模糊数学的相似优先比方法从有效解集中选择出最有效解及排出它们的优先顺序,解决了多目标优化问题的解受人为因素影响的困扰,也为工程中解决多目标优化设计方法问题提出了一个行之有效的方法。 文中系统地介绍了用各种优化算法进行桁架结构形状优化设计的详细过程。本文所做的一系列研究工作有较高的理论价值,并对解决实际工程问题有一定的参考和指导意义。
【学位授予单位】:西安理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2007
【分类号】:TU318

知网文化
【引证文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 罗钦平;孙华东;;基于改进遗传算法的桁架结构优化[J];太原师范学院学报(自然科学版);2011年04期
中国硕士学位论文全文数据库 前7条
1 陈超;自适应遗传算法的改进研究及其应用[D];华南理工大学;2011年
2 徐文宇;按订单生产计划与排程的优化模型[D];南昌大学;2011年
3 罗钦平;遗传算法的改进及其在结构优化中的应用研究[D];中北大学;2012年
4 程绍清;自适应微型遗传算法在动态本构参数反演中的应用[D];湖南大学;2010年
5 庄向仕;桁架式跨河管架的地震可靠性评价及优化设计[D];中国石油大学;2010年
6 陈少杰;基于蚁群算法的工程结构优化设计[D];河南理工大学;2009年
7 袁德鹏;齿轮互锁式单缸插销机构性能仿真分析研究[D];大连理工大学;2012年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前8条
1 杨敬涛,周建中,向凌,刘博;伪并行遗传算法及其在水电站经济运行中的应用[J];电网技术;2004年14期
2 郭鹏飞,韩英仕;离散变量结构优化设计的拟满应力遗传算法[J];工程力学;2003年02期
3 盛兆俊,刘观起,马燕峰;基于并行遗传算法的电力系统无功优化[J];华北电力大学学报;2004年01期
4 李兴斯;一类不可微优化问题的有效解法[J];中国科学(A辑 数学 物理学 天文学 技术科学);1994年04期
5 汪树玉,刘国华,包志仁;结构优化设计的现状与进展[J];基建优化;1999年04期
6 高峰,王德俊,胡俏,赵东升,王娟;离散结构的遗传形状优化设计[J];计算力学学报;1998年04期
7 李兴斯;解非线性规划的一个可微“准”精确惩罚函数方法[J];科学通报;1991年19期
8 王成栋,张优云;基于实数编码的自适应伪并行遗传算法[J];西安交通大学学报;2003年07期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 唐文艳;结构优化中的遗传算法研究和应用[D];大连理工大学;2002年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 唐葆君;刘小龙;邱菀华;;基于极大熵聚类的工程项目风险预警模型[J];北京航空航天大学学报;2008年07期
2 王若鹏;;不等式约束二次规划的不动点迭代[J];北京石油化工学院学报;2007年01期
3 王若鹏;;等式约束凸二次规划的不动点迭代算法[J];北京石油化工学院学报;2008年03期
4 韩丽萍;;大跨度门式刚架中柱连接形式对玻纤厂房造价的影响分析[J];玻璃纤维;2010年04期
5 程利军;一类Fuzzy非线性规划的极大熵方法[J];滨州师专学报;2000年04期
6 彭军还;张亚利;章红平;刘星;;不等式约束最小二乘问题的解及其统计性质[J];测绘学报;2007年01期
7 杨红梅;;求解线性半无限规划问题的神经网络[J];昌吉学院学报;2009年06期
8 黄英;一类特殊的复合NDO问题的近似计算方法[J];重庆师范学院学报(自然科学版);1999年03期
9 吴至友;一类特殊的非线性Minimax问题的算法[J];重庆师范学院学报(自然科学版);1999年04期
10 吴至友;单阶段随机规划的一种近似计算方法[J];重庆师范学院学报(自然科学版);2000年01期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 李伟;郝志明;;渐进结构优化在离心机吊篮结构设计中的应用[A];中国计算力学大会'2010(CCCM2010)暨第八届南方计算力学学术会议(SCCM8)论文集[C];2010年
2 李善坡;隋允康;;桁架结构截面优化模型的新提法[A];北京力学会第14届学术年会论文集[C];2008年
3 李绍刚;段复建;任阿娟;;求解不等式约束极大极小问题的一种熵函数法[A];中国运筹学会第八届学术交流会论文集[C];2006年
4 费立华;殷洪友;;基于凝聚函数求解非线性互补问题的一类光滑牛顿法[A];中国运筹学会第十届学术交流会论文集[C];2010年
5 唐文艳;顾元宪;于涛;;实数编码和约束凝聚选择的遗传算法[A];2001中国控制与决策学术年会论文集[C];2001年
6 李福强;胡卫兵;;基于ANSYS的结构优化设计[A];第16届全国结构工程学术会议论文集(第Ⅰ册)[C];2007年
7 禹志刚;王栋;;平板开孔动力学优化设计研究[A];第18届全国结构工程学术会议论文集第Ⅰ册[C];2009年
8 边广生;张玉明;郭正兴;;预应力斜拉网格结构静力优化研究[A];第19届全国结构工程学术会议论文集(第Ⅰ册)[C];2010年
9 寇立亚;曹秀丽;;基于随机泛函分析的改进遗传算法研究[A];第21届全国结构工程学术会议论文集第Ⅰ册[C];2012年
10 廖勇;王飞;;基于混合改进遗传算法的非线性规划问题研究[A];第四届中国智能计算大会论文集[C];2010年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 张春玉;预应力空间网格结构优化理论及可靠性分析[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 黄小荣;光电子企业多项目资源配置优化与评价方法研究[D];武汉理工大学;2011年
3 张伟;基于开环光纤陀螺控制的无人作战平台稳定技术研究[D];国防科学技术大学;2010年
4 刘晓峰;自动分组遗传算法的改进及在结构工程中的应用[D];大连理工大学;2011年
5 李响;承载夹层复合材料的轻量化设计方法及其应用研究[D];武汉理工大学;2011年
6 李艳艳;0-1规划问题的连续化方法研究及应用[D];大连理工大学;2009年
7 胡朝辉;面向汽车轻量化设计的关键技术研究[D];湖南大学;2010年
8 卢有麟;流域梯级大规模水电站群多目标优化调度与多属性决策研究[D];华中科技大学;2012年
9 丁金华;机械结构有限元动力优化设计的逆摄动方法研究[D];大连理工大学;2000年
10 滕海文;基于最大熵的结构两相优化设计[D];北京工业大学;2002年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 李伟;基于ANSYS平台的拓扑优化方法研究及其在离心机吊篮结构设计中的应用[D];中国工程物理研究院;2010年
2 曹巍巍;基于智能优化算法的OFDMA系统自适应资源分配问题研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
3 黄婉;求解线性规划逆问题的光滑化方法[D];大连理工大学;2010年
4 刘玚;面向机身颤振模型的结构拓扑优化方法研究[D];大连理工大学;2010年
5 张伟;预应力连续箱梁桥结构优化设计研究[D];合肥工业大学;2010年
6 李京涛;基于改进遗传算法的桁架结构拓扑优化研究[D];河北工程大学;2010年
7 杨永旺;改进遗传算法在电力系统无功优化中的研究[D];哈尔滨理工大学;2010年
8 王可;基于有限元技术的龙门加工中心结构动静态特性分析[D];长春工业大学;2010年
9 张长庚;基于遗传算法的浙江水利水电专科学校排课系统设计与实现[D];电子科技大学;2010年
10 孙素敏;拓扑优化方法在重力坝设计中的应用研究[D];昆明理工大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 何大阔,王福利,贾明兴;遗传算法初始种群与操作参数的均匀设计[J];东北大学学报;2005年09期
2 刘迎曦,王登刚,李守巨,王海菊;识别混凝土重力坝弹性模量的一种新方法[J];大连理工大学学报;2000年02期
3 熊军,高敦堂,都思丹,沈庆宏;变异率和种群数目自适应的遗传算法[J];东南大学学报(自然科学版);2004年04期
4 谢勇光;李稳安;;军用电子装备企业生产计划管理模式探索与实践[J];电子机械工程;2008年06期
5 陈小平,于盛林;实数遗传算法交叉策略的改进[J];电子学报;2003年01期
6 李海民,吴成柯;自适应变异遗传算法及其性能分析[J];电子学报;1999年05期
7 张良杰,毛志宏,李衍达;遗传算法中突变算子的数学分析及改进策略[J];电子科学学刊;1996年06期
8 张琳,郑忠,高小强;多峰函数优化的混合遗传算法[J];重庆大学学报(自然科学版);2005年07期
9 刘木南;浅谈起重机起重臂的制造技术——参观上海博览会随感[J];工程机械;2003年02期
10 闫丽娟,徐小东,东权,单增海;起重臂单缸插销式自动伸缩控制技术[J];工程机械;2004年09期
中国重要报纸全文数据库 前1条
1 董军;[N];机电商报;2005年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 王晓鹏;遗传算法及其在气动优化设计中的应用研究[D];西北工业大学;2000年
2 唐文艳;结构优化中的遗传算法研究和应用[D];大连理工大学;2002年
3 曹江辉;面向敏捷制造的制造执行系统关键技术研究[D];南京航空航天大学;2002年
4 左孔天;连续体结构拓扑优化理论与应用研究[D];华中科技大学;2004年
5 程志刚;连续蚁群优化算法的研究及其化工应用[D];浙江大学;2005年
6 葛培明;改进的遗传算法及其在工程优化中的应用[D];西南交通大学;2006年
7 韩利芬;基于神经网络的薄板冲压成形中的反演问题研究[D];湖南大学;2006年
8 陈堂功;遗传算法及其应用于电磁装置优化设计的研究[D];河北工业大学;2006年
9 杨剑峰;蚁群算法及其应用研究[D];浙江大学;2007年
10 周永华;实数编码遗传算法杂交算子组合研究[D];华南理工大学;2003年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 郝现锋;基于神经网络PID控制的单缸插销伸缩系统研究[D];大连理工大学;2011年
2 左华伟;现役海底输油管线的可靠度分析与维修决策[D];大连理工大学;2002年
3 田志刚;智能多目标优化理论及工程应用研究[D];大连理工大学;2003年
4 申晓明;风灾易损结构物损伤评估系统及在汕头市城市防风灾中的应用[D];汕头大学;2003年
5 叶钟;半刚性连接的钢框架的体系可靠度的分析[D];福州大学;2004年
6 曾静茹;钢筋混凝土平面框架结构的可靠性研究[D];哈尔滨工程大学;2003年
7 董旭刚;桁架结构的有限元分析与优化设计研究[D];西安理工大学;2005年
8 薛倩;乘波机/进气道构型设计与优化[D];西北工业大学;2005年
9 赵源;航路飞行辅助决策仿真系统关键问题研究[D];西北工业大学;2005年
10 裴志刚;模拟退火遗传算法在飞行冲突解脱中的应用[D];西北工业大学;2005年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 熊渊博;程绍清;韩旭;;JC本构参数反求中的自适应微型遗传算法[J];计算力学学报;2012年03期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 王伟然;直接转矩控制在无轴承无刷直流电机中的应用[D];江苏大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前3条
1 王莉;电动舵系统参数优化方法研究[D];中北大学;2012年
2 王娜;背包问题的研究与算法设计[D];昆明理工大学;2012年
3 位二伟;二倍体自适应遗传算法在函数优化中的应用[D];重庆大学;2012年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 孟祥武,张玉洁;遗传算法交换操作的遍历性[J];北京邮电大学学报;1999年01期
2 高峰,胡俏,王章海,王德俊;改进进化方向的遗传算法与结构遗传设计[J];东北大学学报;1998年01期
3 唐立新;旅行商问题(TSP)的改进遗传算法[J];东北大学学报;1999年01期
4 聂绍珉,邵云芝,王纪红;遗传算法在复杂结构离散优化中的应用[J];燕山大学学报;1998年02期
5 吴斌,吴坚,涂序彦;快速遗传算法研究[J];电子科技大学学报;1999年01期
6 钱令希,钟万勰;结构优化设计的一个方法[J];大连工学院学报;1979年01期
7 王跃方,孙焕纯;离散变量桁架结构的布局优化设计[J];大连理工大学学报;1995年04期
8 翟金刚,冯恩民,李振民,尹洪超;带性能约束布局问题的不干涉遗传算法[J];大连理工大学学报;1999年03期
9 文劲宇,江振华,姜霞,程时杰,杨文祥,黄金明;基于遗传算法的无功优化在鄂州电网中的实现[J];电力系统自动化;2000年02期
10 倪炜,单渊达;具有优化路径的遗传算法应用于电力系统无功优化[J];电力系统自动化;2000年21期
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 武金瑛;遗传算法及其在结构优化中的应用[D];大连理工大学;2000年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 罗玉金;铁路专业线路设计方案的相似优先比法决策及应用[J];系统工程理论与实践;1994年09期
2 黄福炎;;相似优先比法在工程勘察中的应用[J];工程勘察;1993年04期
3 韩富春;杨翠茹;王晋;武天文;张宁;;基于伪并行遗传算法的多目标无功分层优化研究[J];电气技术;2005年10期
4 余健明,张彦莉;电力网无功优化的一种新算法[J];西安理工大学学报;2005年02期
5 余有明;刘玉树;刘昆;陈云飞;;混沌伪并行遗传算法及其在火力分配优化中的应用[J];北京理工大学学报;2005年12期
6 信昆仑;刘遂庆;陶涛;李树平;;伪并行遗传算法在供水管网优化调度中的应用[J];同济大学学报(自然科学版);2006年12期
7 刘伟;宋俐;石坤;;基于拟满应力遗传算法的桁架结构形状优化设计[J];工业建筑;2007年S1期
8 李军;张永祥;王凯;李彦龙;;盲提取方法在柴油机活塞-缸套撞击信号提取中的应用[J];海军工程大学学报;2008年05期
9 夏海;高立新;陈剑;;基于伪并行遗传算法的发动机悬置系统解耦优化[J];汽车工程;2008年12期
10 施雷;王琦;张文鹏;;改进遗传算法在桁架结构优化设计中的应用[J];南昌航空大学学报(自然科学版);2009年01期
中国重要会议论文全文数据库 前1条
1 周奎文;;用Fuzzy相似优先比法确定突破口[A];数学及其应用文集——中南模糊数学和系统分会第三届年会论文集(上卷)[C];1995年
中国硕士学位论文全文数据库 前6条
1 刘伟;基于遗传算法的桁架结构离散变量优化设计的研究与应用[D];西安理工大学;2007年
2 王婧;遗传算法及其在聚类分析中的应用[D];华中师范大学;2009年
3 赵淑海;多层前馈神经网络拓扑结构的遗传优化研究[D];山东大学;2005年
4 陈朝晖;凹印机放卷系统恒张力控制策略的研究[D];华中科技大学;2005年
5 李勇军;面向服务计算中基于QoS的Web服务组合研究[D];中南大学;2008年
6 高菲;基于秋眠性的中国紫花苜蓿气候适应区区划研究[D];北京林业大学;2012年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026