基于支持向量机近似模型的结构优化设计及应用研究

发布时间：2017-04-13 11:52

  本文关键词：基于支持向量机近似模型的结构优化设计及应用研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：针对实际工程中优化大规模结构耗时长的问题，提出了支持向量机与遗传算法组合优化方法。基于支持向量机建立结构的近似模型，代替耗时长的有限元分析并应用遗传算法进行结构优化，形成一套省时、精度高、适应性强的优化方法。本文以某卫星结构和某船舶舱段结构为例，建立结构的支持向量机近似模型，模拟结构设计尺寸与结构响应的映射关系，然后基于近似模型对结构进行优化设计。论文的主要研究工作和内容有： 1.阐述优化设计中的近似模型方法，介绍支持向量机理论和支持向量机函数回归方法，提出支持向量机与遗传算法组合优化方法。 2.介绍卫星结构及有限元模型，利用MSC.Nastran软件对卫星结构进行静力分析、模态分析和频率响应分析；建立卫星结构的动力学多目标优化模型。 3.在Matlab平台建立卫星结构的支持向量机近似模型，基于该近似模型，在iSIGHT平台对卫星结构进行优化；比较最优解的近似模型计算结果与有限元分析结果；计算支持向量机与遗传算法组合优化方法的时间成本。 4.在Matlab平台建立船舶舱段结构的支持向量机近似模型，基于该近似模型，在iSIGHT平台对船舶舱段结构进行优化，并与基于有限元计算的优化结果进行对比。 通过对卫星结构和船舶舱段结构的优化设计表明，支持向量机与遗传算法组合优化方法不仅显著降低计算时间成本，而且具有良好的精度，，对于卫星、船舶等大型结构在优化过程中耗时长的问题提供了一种有效的解决方法。
【关键词】：支持向量机 近似模型 结构优化 遗传算法
【学位授予单位】：上海交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：V414;U663;TP18
【目录】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-9
• 第一章 绪论9-14
• 1.1 研究背景及意义9-10
• 1.2 近似模型技术在国内外的研究现状10-12
• 1.2.1 近似模型的概念10-11
• 1.2.2 近似模型的研究现状11-12
• 1.3 本文研究的主要内容12-14
• 第二章 支持向量机技术14-19
• 2.1 引言14
• 2.2 统计学习理论和支持向量机14
• 2.3 支持向量机函数回归方法14-17
• 2.4 支持向量机与遗传算法组合优化方法17-18
• 2.5 本章小结18-19
• 第三章 卫星结构力学性能计算19-66
• 3.1 引言19
• 3.2 卫星结构介绍19-21
• 3.2.1 卫星整体构型介绍19
• 3.2.2 卫星局部部件介绍19-21
• 3.3 蜂窝夹层板结构的等效计算21-24
• 3.4 有限元模型的建立24-30
• 3.4.1 模型概述24
• 3.4.2 有限元模型24-30
• 3.5 载荷工况与分析结果30-65
• 3.5.1 静力分析30-37
• 3.5.2 稳定性分析37-42
• 3.5.3 模态分析42-46
• 3.5.4 频率响应分析46-59
• 3.5.5 随机响应分析59-64
• 3.5.6 小结64-65
• 3.6 本章小结65-66
• 第四章 卫星结构动力学多目标优化模型66-72
• 4.1 引言66
• 4.2 卫星结构优化的现状66-67
• 4.3 卫星结构优化模型67-70
• 4.3.1 目标函数67-68
• 4.3.2 设计变量68-69
• 4.3.3 约束条件69-70
• 4.4 优化技术70-71
• 4.5 本章小结71-72
• 第五章 基于支持向量机的卫星结构动力学多目标优化72-78
• 5.1 引言72
• 5.2 方案介绍72-74
• 5.2.1 收集样本72-73
• 5.2.2 训练样本73-74
• 5.3 建立支持向量机近似模型74-75
• 5.4 支持向量机模型与响应面模型的对比75
• 5.5 基于支持向量机模型的优化75-77
• 5.6 本章小结77-78
• 第六章 基于支持向量机的船舶舱段结构优化78-84
• 6.1 引言78
• 6.2 船舶舱段结构优化模型78-80
• 6.3 支持向量机近似模型80-81
• 6.4 基于支持向量机模型的优化81-83
• 6.5 本章小结83-84
• 第七章 结束语84-86
• 7.1 主要工作与创新点84-85
• 7.2 后续研究工作85-86
• 参考文献86-89
• 致谢89-90
• 攻读硕士期间已发表或录用的论文90-92

【参考文献】

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  本文关键词：基于支持向量机近似模型的结构优化设计及应用研究，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：303514