基于增广拉格朗日约束处理方法的随机优化方法研究

发布时间：2017-08-10 17:06

  本文关键词：基于增广拉格朗日约束处理方法的随机优化方法研究

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【摘要】：在现代工程中优化设计方法得到越来越广泛的应用。然而由于优化问题的复杂性与困难性逐渐增加,尤其是有约束优化问题的复杂性与困难性的增加,使得对优化方法的要求也越来越高。除此之外,优化问题的多样性又预示着不可能仅依靠一种优化方法便可以解决所有的优化问题。近些年,由于传统的优化方法在求解高维复杂优化问题中易于陷入局部最优的缺点,对随机型优化方法的研究逐渐引起了人们的关注。不断探索与改进随机型优化方法已经成为了现代工程研究的一个重要方向与课题。求解有约束优化问题的关键在于如何有效的处理约束条件,从而使得优化问题简单化。因为传统约束处理方法都有着各自的缺点与劣势所在,不能够最有效的处理现代工程优化问题中的约束条件,所以对于约束处理方法的研究也必然为了研究优化设计方法的一个重要方向。本文以求解有约束优化问题的随机型优化方法为研究对象,重点研究子集模拟优化方法与教学优化方法这两种随机型优化方法。本文利用近些年提出的增广拉格朗日约束处理方法分别对这两种优化方法进行改进,并得到了在求解有约束优化问题上具有更加准确的最优解,且具有高效性的优化方法。最后,在寻优准确性、高效性以及稳健性方面,分别使用不同算例对本文提出的两种优化方法进行验证与评估,并与其他优化方法相对比。部分算例模型通过Python在Abaqus中进行参数化建模得出,并利用Matlab调用Abaqus进行有限元分析完成优化过程。
【关键词】：随机型优化方法 子集模拟优化方法 教学优化方法 增广拉格朗日约束处理方法 有限元
【学位授予单位】：南京航空航天大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TB21
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-11
• 注释表11-12
• 第一章 绪论12-18
• 1.1 课题研究背景及意义12
• 1.2 国内外研究与发展状况12-17
• 1.3 本文的研究工作17-18
• 第二章 基于增广拉格朗日约束处理方法的子集模拟优化方法18-36
• 2.1 子集模拟优化算法18-23
• 2.1.1 子集模拟优化的基本思想18-19
• 2.1.2 约束处理19-22
• 2.1.3 样本的生成22
• 2.1.4 运行过程22-23
• 2.2 增广拉格朗日约束处理方法23-25
• 2.3 增广拉格朗日子集模拟优化算法25-27
• 2.3.1 改进后算法的基本框架25
• 2.3.2 初始化与迭代25-26
• 2.3.3 收敛准则26-27
• 2.4 算例验证27-35
• 2.4.1 10杆平面桁架结构优化27-29
• 2.4.2 25杆空间桁架结构优化29-32
• 2.4.3 72杆空间桁架结构优化32-35
• 2.5 本章小结35-36
• 第三章 基于增广拉格朗日约束处理方法的教学优化方法36-69
• 3.1 教学优化算法36-39
• 3.1.1 算法起源与发展36
• 3.1.2 教学优化算法的基本思想36-39
• 3.1.3 运行过程39
• 3.2 增广拉格朗日教学优化算法39-40
• 3.3 有限元软件应用与关联40-42
• 3.3.1 基于Abaqus的参数化建模与后处理40-41
• 3.3.2 基于Abaqus和Matlab的结构优化设计41-42
• 3.4 算例验证42-67
• 3.4.1 10杆平面桁架结构优化42-44
• 3.4.2 25杆空间桁架结构优化44-45
• 3.4.3 72杆空间桁架结构优化45-47
• 3.4.4 机翼翼盒结构优化设计47-51
• 3.4.5 后掠翼结构优化设计51-56
• 3.4.6 三角翼结构优化设计56-67
• 3.5 本章小结67-69
• 第四章 总结与展望69-71
• 4.1 全文总结69
• 4.2 对今后工作的展望69-71
• 参考文献71-74
• 致谢74-75
• 在学期间的研究成果及发表的学术论文75-76
• 附录A76-77
• 附录B77-84
• 附录C84-89

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前2条

1 于坤杰;王昕;王振雷;;基于反馈的精英教学优化算法[J];自动化学报;2014年09期

2 马文强;张超勇;唐秋华;邵新宇;贾艳;;基于混合教与学优化算法的炼钢连铸调度[J];计算机集成制造系统;2015年05期

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本文编号：651855