序列近似优化方法及其应用研究

发布时间：2021-10-28 09:33

　　序列近似优化是飞行器优化设计的有效方法,是降低计算成本,提高计算效率的重要手段。序列近似优化成功与否取决于代理模型的近似精度和加点准则的优劣。论文针对提高代理模型精度和加点准则性能两方面开展研究,对序列近似优化方法进行改进,并将其应用于大气层内助推滑翔导弹总体参数优化。本文研究工作及创新点如下:（1）鉴于智能优化方法以及基于代理模型的优化方法在复杂系统优化设计应用中存在问题,指出序列近似优化在解决此类问题时具有明显优势,即求解效率高且具有全局最优性。（2）通过对各种代理模型的调研和分析,选择径向基函数插值作为序列近似优化算法的代理模型,分析得到其形状参数对近似精度的影响规律。通过对形状参数物理意义的分析,提出一种基于采样点局部密度的表征方法,从而建立了一种形状参数的直接确定方法。通过典型算例测试,验证了方法的有效性。（3）通过对已有序列加点准则的研究对比,发现已有加点准则均通过构造一个单目标优化问题对下一采样点进行选择,不能兼顾寻优效率和代理模型近似精度。本文提出了一种基于多目标优化策略的序列加点方法。此方法同时具备全局和局部搜索能力,将性能不同的解区别对待,更有利于对最优解的预测和验... 

【文章来源】：国防科技大学湖南省 211工程院校 985工程院校

【文章页数】：89 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 大气层内助推滑翔导弹概述
    1.2 飞行器总体优化方法概述
        1.2.1 试验设计方法
        1.2.2 近似建模方法
        1.2.3 参数优化方法
        1.2.4 序列近似优化方法
    1.3 本文主要研究工作
第二章 径向基插值代理模型及其改进
    2.1 引言
    2.2 代理模型概述
        2.2.1 常用典型代理模型方法
        2.2.2 代理模型近似能力评价准则
    2.3 径向基插值代理模型
        2.3.1 试验设计
        2.3.2 径向基代理模型中的线性项和光滑因子
    2.4 径向基函数形状参数确定算法
        2.4.1 形状参数对近似能力的影响
        2.4.2 典型形状参数确定方法
        2.4.3 基于采样点局部密度的形状参数确定方法
    2.5 算法验证
        2.5.1 测试函数 1
        2.5.2 测试函数 2
        2.5.3 测试函数 3
        2.5.4 测试函数 4
    2.6 小结
第三章 序列近似优化自适应加点准则
    3.1 引言
    3.2 序列近似优化基本原理
        3.2.1 序列近似优化思想
        3.2.2 序列近似优化关键技术
    3.3 典型序列近似优化加点准则
        3.3.1 潜在最优准则
        3.3.2 最大误差准则
        3.3.3 最大曲率准则
        3.3.4 最小密度准则
    3.4 基于多目标优化的自适应加点准则
        3.4.1 多目标优化方法
        3.4.2 多目标优化方法用于序列加点
    3.5 算法验证
        3.5.1 无约束优化问题
        3.5.2 多约束优化问题
    3.6 小结
第四章 改进序列近似优化方法及其验证
    4.1 引言
    4.2 改进序列近似优化方法计算流程
        4.2.1 数据预处理阶段
        4.2.2 代理模型和采样点更新阶段
        4.2.3 收敛判定准则
    4.3 算例验证
        4.3.1 焊接梁算例分析
        4.3.2 减速器优化设计分析
    4.4 小结
第五章 改进序列近似优化方法在导弹总体优化中的应用
    5.1 引言
    5.2 大气层内助推滑翔导弹总体优化参数模型
        5.2.1 气动力数值计算模型
        5.2.2 弹道模型
        5.2.3 动力模型
        5.2.4 一体化优化计算模型
    5.3 大气层内助推滑翔导弹总体参数一体化优化
    5.4 小结
结束语
致谢
参考文献
作者在学期间取得的学术成果



本文编号：3462628