基于性能的隔震结构动力优化设计

结合优化问题的特点,应用稳健的优化算法以合理的计算代价求解了非线性隔震结构含瞬态约束的混合变量动力优化设计问题.首先根据投资-效益准则建立了基础隔震结构一体化优化设计模型,其中目标函数是结构寿命周期内的总费用,包括结构初始造价和损失期望,约束条件包括隔震层水平位移、上部结构层间变形等,优化模型同时对上部结构截面尺寸和隔震器参数进行优化.充分利用铅芯橡胶支座隔震结构的局部非线性性质,使非线性隔震结构的时程分析计算效率接近线性动力分析.然后应用含潜在约束策略的序列二次规划算法,并结合选择性动态圆整法进行具有连续、离散混合变量的隔震结构的非线性动力优化设计.算例表明了优化模型和算法的正确性和有效性.

改进遗传算法在渡槽优化设计中的应用

简要介绍了基本遗传算法的原理,并对遗传算子作了改进.将改进后的遗传算法应用于大型预应力U型渡槽优化设计中,计算结果验证了优化设计方案的可行性与有效性.

行星齿轮减速器的优化设计

以NGW行星齿轮减速器为物理模型,建立了以齿数za、模数m、齿宽b、太阳轮变位系数xa和内齿圈变位系数xb为设计变量,以体积最小为目标,以齿轮的强度要求等作为约束条件的优化设计模型。由于设计变量中的齿数、模数是非均匀的离散变量,齿宽和变位系数为连续变量,提出了连续变量及非均匀离散变量的均匀离散化处理方法,并借鉴离散变量的搜索优化法,在连续变量的复合形法基础上,探讨了一种求解有约束非线性混合离散变量的优化设计问题的方法——混合离散复合形法。结果表明,不仅获得了满意的综合效果,而且所得的结果符合实际要求,是一种具有工程实用价值的设计方法。

基于混合离散变量复合形法的弧齿锥齿轮优化设计

以齿数Z1,模数m,齿厚系数ψR作为设计变量,建立弧齿锥齿轮的物理模型,以体积最小、传递功率最大为目标,以齿轮的强度要求等作为约束条件的优化设计模型。由于齿数和模数是非均匀的离散设计变量,齿厚系数是连续变量,因此,借鉴了连续变量和非均匀离散变量的处理方法———一种混合离散复合形法,并引用离散变量搜索优化方法。在混合离散复合形法基础上,探讨了解决有约束非线性混合离散变量的优化设计问题。经实例计算结果表明,混合离散复合形法可用于具有实际应用价值的弧齿锥齿轮优化问题。

基于CLPSO算法的混合变量桁架形状优化

为了解决混合变量桁架形状优化问题中离散截面面积和连续节点坐标的变量耦合给优化带来的困难,将一种新型智能优化算法——基于"综合学习策略"的粒子群算法(ComprehensiveLearning Particle SwarmOptimization,CLPSO)应用于桁架混合变量形状优化问题中。给出了考虑离散截面面积和连续节点坐标两类不同性质的设计变量的混合变量桁架结构形状优化的数学模型,并对经典桁架结构进行混合变量的形状优化,将所得结果与其他优化算法结果进行了比较。分析结果表明了该方法进行混合变量桁架形状优化设计的有效性。

反射面型天线结构多工况离散变量优化设计

根据反射面型天线结构受载和工作状态的复杂性 ,以及总有一些变量只能按离散变量处理 ,建立了符合工程结构的反射面型天线结构多工况离散变量优化设计数学模型 ,编制了一套具有一定通用性及工程实用价值的优化设计软件 ,并用其对八米反射面型天线进行了优化计算 。

基于混合遗传算法的谐波齿轮传动优化设计

以谐波齿轮传动体积最小为优化设计目标,建立了混合离散变量优化设计数学模型。引入混沌移民算子,对基本遗传算法进行了改进,以维持群体的多样性,提高全局收敛能力。提出了一种设计变量的离散化处理方法,结合染色体编码的修正技术,在遗传算法中染色体按离散化后的设计变量进行离散搜索。开发了混合离散变量优化的改进遗传算法程序,给出了谐波齿轮传动的混合离散变量优化设计实例,所得优化设计参数符合设计规范,不需进一步处理就可直接用于制造。

基于混合离散复合形法的工程优化设计

针对工程中大量存在的设计变量为离散型和连续型的混合离散变量优化设计问题,提出了连续变量及非均匀离散变量的均匀离散化处理方法,并借鉴离散变量的搜索优化法,在连续变量的复合形法基础上,探讨了一种求解有约束非线性混合离散变量的优化设计问题的方法———混合离散复合形法。算例表明,混合离散复合形法可用于工程结构优化设计中,其结果不需圆整,解题可靠性和效率大大提高。

新型扭簧电连接器的确信可靠性正向设计优化

新产品正向设计需综合考虑新结构工艺、多设计变量、复杂工作环境的影响,并合理量化不确定性影响,评估可靠性水平,从而在源头上确保高可靠性。基于确信可靠性理论,研究了基于性能裕量的确信可靠性正向设计优化方法。提出了面向新型扭簧电连接器研发的确信可靠性正向设计优化基本流程,包括设计变量初值优选、性能裕量建模、不确定性量化和确信可靠性分析与优化4部分。以某新型扭簧电连接器的正向设计为例,基于正交实验、响应面建模和模拟退火启发式优化等方法实现了多维离散-连续变量及其不确定性作用下的优化设计。

工程混合离散变量优化设计的遗传算法及应用

针对机械工程中的非线性约束优化的混合离散变量优化设计问题 ,提出了一种新的遗传算法。该方法在遗传算法中通过去掉等式约束、构造字符型编码向量、精心设计动态遗传及变异算子等改造操作 ,较大地提高了寻优效率和寻化能力 ,并用Matlab语言开发了相应软件。实例表明 ,该方法正确 ,算法简洁、稳健 ,求解精度和可靠性高 。

基于蚂蚁算法的混合离散变量机械优化设计方法

引入蚁群更新、沿途搜索等策略对蚂蚁算法进行了改进。为了求解混合离散变量优化设计问题,在搜索过程中对设计变量进行工程化处理,蚂蚁按处理后的变量进行离散搜索。采用MATLAB语言设计了蚂蚁算法程序,通过典型优化设计问题进行了验证,并给出了混合离散变量机械优化设计实例。实例表明,改进后的蚂蚁算法全局收敛能力强,程序运行可靠。

随机变量数学期望计算

随机变量的数学期望即随机变量的均值,是用来描述随机变量局部特征的一个重要概念,根据随机变量取值特点的不同,给出几种不同类型随机变量期望的计算,并重点推导混合型随机变量数学期望的相关结论,且给出实例.

地下自卸汽车轮边减速器混合离散变量优化设计

应用Pappas法求解地下自卸汽车轮边减速器的混合离散变量优化设计问题时,通过重构优化设计数学模型,合理地确定设计变量,对整数变量进行线性等式约束,引入MAAG制模数等措施,使整个优化设计的离散化过程简化为对模数的离散一维搜索,同时避免了离散点间隔过大可能造成的缺陷,从而提升了优化设计的效率和质量。

基于拟满应力遗传算法的桁架结构形状优化设计

以拟满应力法和改进遗传算法为基础,提出了一种可以解决具有连续变量和离散变量的桁架结构形状优化问题的拟满应力遗传算法。该算法既充分利用了遗传算法全局寻优能力强的特点,也发挥了力学准则法局部寻优长处,具有很高的搜索效率。用拟满应力遗传算法解决15杆桁架结构形状优化问题的结果表明,这是一种解决具有连续、离散混合变量的桁架结构优化设计问题的很有效方法。

基于混合离散变量法的箱形伸缩式吊臂优化设计

结合混合离散变量优化设计理论,归纳出用于轮式起重机箱形伸缩吊臂优化的数学模型,并应用该模型与相关程序对Q2-16型汽车起重机的3节吊臂进行优化计算。研究表明,该算法计算快捷、可靠,且优化结果不必圆整即为可行的设计方案,避免了按连续变量优化后圆整导致的非真正最优解或不可行解的情况。

基于蚂蚁算法的谐波齿轮传动模糊优化设计

研究了谐波齿轮传动优化设计问题,建立了其模糊优化设计数学模型。引入蚁群更新策略对蚂蚁算法进行了改进。为了求解混合离散变量优化设计问题,在搜索过程中对设计变量进行工程化处理,蚂蚁按处理后的变量进行离散搜索。采用MATLAB语言设计了蚂蚁算法程序,给出了谐波传动的混合离散变量优化设计实例。

有分支天然气管线优化设计

管道系统的优化设计 ,即是寻求管径、壁厚、压气站数和输气压力等主要工艺参数的最佳组合 ,使系统在技术上可行 ,经济上合理。考虑到天然气管道沿线的进分气会导致各段管径、壁厚等设计参数的变化 ,同时根据技术经济学原理 ,引入终值费用作为管线的经济指标 ,建立优化模型 ,并利用混合离散变量优化方法进行求解。算例实践证明该设计方法具有可行性。

两种不同类型随机变量混合函数的分布

文章主要讨论了由两种不同类型随机变量构成一个随机变量函数的分布,并着重给出了相互独立的一个连续型随机变量和一个离散型随机变量相乘构成的随机变量函数的分布的计算方法。

弧焊变压器的优化设计

对动铁分磁式弧焊变压器进行了优化设计。寿命经济变压器的数学模型同时考虑了变压器的成本和效率，在整个寿命周期内消耗的社会财富最少。采用了混合罚函数法、混合离散变量法和改进正交优化法进行优化计算，结果表明，寿命经济变压器的功率因数十分重要；设计工作中应遵循一些原则。讨论了三种优化方法的优缺点。最后展望了弧焊变压器优化设计的前景。

基于蚂蚁算法和SVR的离散变量稳健设计优化

引入蚁群打散、离散搜索等策略对基本蚂蚁算法进行了改进,并采用MATLAB语言编制了离散变量优化设计的蚂蚁算法程序。采用支持向量回归机对模糊概率等非线性函数进行仿真计算,提高了模糊稳健优化设计的求解效率。给出了混合离散变量的稳健优化设计实例,表明了所提出方法的有效性和实用性。