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协同优化技术在多学科复杂系统设计中的应用

王波  
【摘要】: 多学科设计优化方法(Multidisciplinary Design Optimization, MDO)是为了解决复杂的多学科系统设计问题而提出的,它充分利用了工程系统中相互作用的协同机制进行系统级和学科级的优化设计。目前,它已经开始应用于国内外航空、航天、汽车、机械等多个领域。 本论文介绍了多学科设计优化问题目前的研究现状及解决方法,阐述了协同优化方法的基本理论和思路,用Matlab语言编写了标准协同优化算法程序并用标准测试函数对其进行了测试及性能评价。针对标准协同算法存在的收敛不稳定的问题,本文用两种改进方法(动态松弛因子法、Kriging法)对其进行改进。测试函数的计算结果表明,改进后的协同优化算法不仅克服了存在的问题,计算收敛速度也有了明显地提高。 3-RRS并联机器人的优化设计是一个非常复杂的多学科优化问题,通常很难用传统的优化算法进行求解。本论文用改进后的协同优化算法成功的分解并优化了该问题,得到了令人满意的计算结果。弹簧结构的优化设计表明,协同优化算法也能有效地解决多目标优化设计问题。


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