结合序列线性规划法的混合遗传算法

通过将遗传算法与改进的序列线性规划法相结合,形成混合遗传算法.当迭代点没有发生交叉和变异时,将目标函数和约束条件在迭代点处线性化,为使迭代点邻域仍然满足约束条件,加入软约束项,用线性规划方法进行寻优.该方法具有全局收敛性,不要求迭代点一定为可行点.仿真结果验证了此法的有效性和合理性.

基于序列线性规划方法的型钢混凝土梁的优化

在改进的带步长限制的序列线性规划(sequential linear programming,SLP)优化思路基础上,编制优化程序,并将其应用到型钢混凝土和钢筋混凝土梁的优化中.实例表明,该优化方法收敛快速且准确.通过对型钢混凝土和钢筋混凝土优化结果的比较可知,钢筋混凝土梁在无梁高限制时较型钢混凝土梁经济.

基于改进序列线性规划法的空间桁架结构优化设计

在空间桁架的优化设计中,仅把截面面积作为设计变量并不能得到结构的最优解。只有把桁架结构的截面面积和节点坐标作为设计变量,才能大幅降低结构重量及造价。空间桁架结构的优化设计多为复杂的非线性问题,序列线性规划法是解决非线性规划问题的典型算法。本文作者将改进的序列线性规划法结合SAP2000 API功能,对空间桁架进行优化设计。数值结果表明,改进的序列线性规划法具有良好的收敛性和稳定性,可以有效地进行空间桁架结构的形状优化设计。

基于序列线性规划的空间钢框架优化

基于序列线性规划和对偶仿射尺度法,以结构用钢量最低为优化目标,以截面尺寸为优化变量,推导了空间钢框架结构整体优化有限元模型。通过编程实现结构在包括杆件强度、稳定,节点位移,结构层间位移角的多种约束条件下的优化设计。以一个简单不规则钢框架算例验证了优化程序的可行性;通过收缩约束条件验证了程序主动控制不同应力、位移约束的效果。对一个主次梁体系结构进行优化设计,同时考虑规范对构件、结构的多项限值,验证了优化算法和程序能够满足工程实际的需要。

钢筋混凝土框架桥优化设计的序列线性规划法

本文介绍了应用具有运动极限的序列线性规划方法对钢筋混凝土框架桥进行截面优化设计的方法.文中着重研究了优化设计变量的选择,各种构件的钢筋和混凝土应力约束方程的建立,以及结构近似重分析的方法,还提出了减少计算机时,提高计算精度和保证收敛的措施,获得了对钢筋混凝土框架桥进行整体优化的一个有效方法.

求解最大割问题的半定规划松驰的序列线性规划方法

本文基于最大割问题的半定规划松弛,利用矩阵分解的方法给出了与半定规划松弛等价的非线性规划模型,提出一种序列线性规划方法求解该模型.并在适当的条件下,证明了算法的全局收敛性.数值实验表明:序列线性规划方法在时间上要优于半定规划的内点算法.所以序列线性规划方法能更有效地求解大规模的最大割问题的半定规划松弛.

解广义线性互补问题的一个序列线性规划算法

在适当条件下,给出了广义线性互补问题的绝对误差界估计,基于这个误差界,建立了求解此问题的一个序列线性规划(SLP)算法,并在不要求存在非退化解的情况下,证明了算法的全局收敛性.

序列线性规划方法优化应力约束类桁架结构

研究类桁架材料在多工况应力约束下拓扑优化分布问题.目标结构为非均匀各向异性连续分布类桁架材料构成的连续体.采用有限元方法进行力学分析,类桁架材料的杆件在结点位置的密度和方向作为设计变量,由结点位置的材料性质插值得到单元内部材料分布.推导相应材料的弹性矩阵和刚度矩阵及敏度信息.将材料体积目标函数和应力约束线性展开,建立优化问题列式.采用序列线性规划数学优化方法优化了杆件分布.该方法的优化结果可以作为进一步形成桁架结构的基础.

基于序列线性规划的雷达低峰均比估计波形设计

在信号相关杂波背景下,现有方法大部分均基于频域进行雷达估计波形设计,这将引起相位信息的缺失从而导致波形变换到时域后性能降低。针对上述问题,同时兼顾放大器的非线性特性,提出了一种基于时域的低峰均比(peak-to-average power ratio,PAR)估计波形设计方法。首先,根据最大互信息准则在时域上构建了优化问题模型;然后,基于序列线性规划思想,将非凸的优化问题松弛为凸问题,并求得波形矩阵的近似解;最后,对该波形矩阵解进行逼近,使得新的波形矩阵满足Toeplitz结构,进而提取出波形向量解。仿真结果表明,与现有方法相比,本文方法在不增加运算量的前提下具有更好的估计性能。

解垂直线性互补问题的一个序列线性规划算法

建立了求解垂直线性互补问题的一个序列线性规划(SLP)算法,并证明了算法的全局收敛性。

序列线性规划方法优化位移约束类桁架结构

通过建立类桁架模型,有效克服了迭代过程出现的不稳定现象如棋盘格现象等。根据弹性力学虚功原理,推导约束节点位移与设计变量的表达式,建立以结构体积最小值为目标函数、节点位移小于允许值为约束条件的数学模型。由于要利用序列规划方法求解数学模型,而位移的表达式为与设计变量有关的复杂函数,因此利用泰勒公式将位移约束表达式展开。该算法理论上成功解决了位移约束下连续体拓扑优化的三大困难,数值算例证明此方法是合理的、有效的。

基于SAND列式的桁架结构优化问题序列线性规划算法

该文提出了一种基于协同分析和设计列式(即SAND列式,Simultaneous Analysis and Design)和序列线性规划(Sequential Linear Programming)技术的桁架结构优化新方法。与传统列式下将隐式响应函数(如位移、应力等)于设计变量(如杆件截面积等)处作线性展开的做法不同,以桁架结构为例,该文在SAND列式下,采用杆件截面积和结构节点位移同时作为设计/分析变量,仅对杆件协调条件这一显式双线性函数予以线性近似并构造LP子问题。通过求解一系列LP子问题,可以得到优化问题的近似最优解。与传统优化列式下的SLP方法相比,该文方法不仅设计变量运动极限的选取相对容易,而且线性近似的误差可以精确估计。数值算例表明,采用该文算法可以快速、稳定地得到优化问题的近似最优解。

一种基于扩展线性规划的在线最优潮流方法

提出了一种基于对偶松弛法的扩展凸规划和序列线性规划相结合的在线最优潮流方法。通过分析核心约束交换逻辑的物理内涵,使优化过程清晰可理解;通过一个独立的探测和处理不可行解的预过程,使核心优化计算摆脱了不可行问题;通过引入控制效能指标,使低效控制解的数目减少,增强了结果的可操作性;通过扩展凸规划方法,使各种可分目标得到有效处理,部分实现了目标函数和算法自身的分离。该方法可灵活应用于在线安全校正控制及在线优化调度。在几个测试系统及一个省级实际电网上进行了数值试验,结果表明该方法是快速可靠的。

一种序列线性方程组滤子算法的全局收敛性

提出了一种不可行序列线性规划滤子方法,只需求解2个具有相同系数矩阵的线性方程组以得到搜索方向,在一定程度上克服了序列二次规划方法的缺点并提高了计算效率.算法中使用了χ-有效集.给出了该算法的全局收敛性证明,并给出了数值结果说明该算法的有效性.

一种求解混合约束优化问题的半可行序列线性方程组滤子算法的局部收敛性

作者在[10]中提出了一种半可行序列线性规划滤子方法.它将QP-free方法推广至混合约束优化问题上,并且保持对不等式约束的可行性,对等式约束部分用滤子方法处理,从而避免了罚参数的选取.该算法只需求解四个具有相同系数矩阵的线性方程组以得到搜索方向.在一定程度上克服了序列二次规划方法的缺点.[10]中仅给出了全局收敛性.本文主要给出了该算法的局部超线性收敛性证明以及数值结果.

面向目标参数估计的雷达低峰均比稳健波形设计

针对目标和杂波先验知识不准确时面向目标参数估计的雷达波形设计问题,同时兼顾功率放大器对低峰均比(PAR)波形的需求,该文提出一种信号相关杂波背景下雷达低PAR稳健波形设计方法。首先,以最大化互信息(MI)为优化准则,构建了估计波形优化模型;接着,通过提取协方差矩阵特征值,构建了关于目标和杂波矩阵的不确定集模型;然后基于极大极小化准则,将关于矩阵的非凸优化问题转化为关于特征值的凸问题;最后,基于序列线性规划方法给出了波形的优化解。分析表明,所提方法产生的波形具有较好的有效性和稳健性能。

静态电压稳定分析的故障筛选和排序方法

提出一种新的故障筛选和排序方法。首先,定义一种负荷裕度阈值,用连续潮流法计算此裕度下的潮流工况,在此工况下,利用最优乘子法依次求解所有的开断潮流,将有解的大部分开断作为安全故障筛选掉,少量无解的则为不安全故障。然后,在基态下利用最优乘子法依次求解不安全故障的开断潮流。有解则为危险故障,并用连续潮流法求解负荷裕度,按裕度给出排序;无解则为失稳故障,结合最小二乘潮流解失配量中隐含的校正控制灵敏度信息,使用序列线性规划法给出使潮流恢复有解的最小切负荷代价,据此代价来排序失稳故障。新英格兰10机39节点系统的仿真结果验证了所提出的方法能快速、可靠、全面地实现电压稳定的故障筛选和排序。

基于Kriging模型的汽轮机基础动力优化设计

随着汽轮机容量的增加和核电站的迅速发展,汽轮机基础动力优化设计已经成为世界前沿的研究课题。本文提出一种基于Kriging模型的有效优化方法,用以求解上述动力优化设计问题。该问题的优化模型是在汽轮机基础框架重量约束条件下,优化汽轮机基础中柱的位置和梁、柱的截面面积,使基础振动的最大幅值最小化。Kriging模型用于建立基础振动的最大动位移幅值与设计变量间的近似函数关系,从而避免了优化迭代中灵敏度分析。开发了动力分析程序,作为黑箱用于动力响应分析。算例结果表明,本文方法在效率和稳定性上优于序列线性规划方法。

一种考虑交叉耦合效应的飞翼布局飞机控制分配方法

大展弦比飞翼布局飞机采用开裂式方向舵进行航向与阻力控制,开裂式方向舵大张角情况下与临近舵面间存在舵效的交叉耦合。交叉耦合力矩非线性特性突出,采用基于线性模型的控制分配方法会产生一定的分配误差。序列线性规划法可以解决考虑交叉耦合效应的分配问题,但对耦合力矩数学形式要求严格且求解需进行多次线性规划,实时性较差。给出了一种基于补偿的线性规划法,该方法的用舵量要大于序列线性规划法,但实时性要明显好于序列线性规划法且对交叉耦合力矩的数学形式没有固定要求。

强度、刚度与模态约束下的FSC赛车车架轻量化

研究了在满足频率、强度、刚度约束的前提下,通过尺寸优化实现中国大学生方程式大赛(FSC)赛车车架的轻量化设计.首先,根据FSC规则要求建立车架的有限元模型.其次,设置5种静态特性分析工况、5个重要部位的刚度分析工况与前六阶自由模态分析工况对车架结构进行性能分析,构建以质量响应最小为优化目标,以材料的许用应力、重要部位的许用刚度和发动机的激振频率为约束条件,以车架管厚为设计变量的尺寸优化模型.最后,通过序列线性规划对非线性优化模型进行近似求解,取得了良好的轻量化效果:FSC赛车车架降重5.34kg,减重15.7%.