基于改进的遗传算法的组合网架结构的多参数优化研究

论文摘要

针对基本遗传算法不适用于组合网架结构多参数优化的特点,对基本遗传算法提出了几点改进措施:①优化的数学模型中引入约束条件;②组合网架结构优化的约束处理方法;③适应度计算公式的修改;④连续设计变量与离散设计变量的混合编码。利用MATLAB语言编程实现了采用改进的遗传算法进行组合网架结构的多参数优化问题,尤其是利用MATLAB语言实现了对基本遗传算法提出的几点改进。本文给出了基于改进的遗传算法的组合网架结构多参数优化的程序,以供设计人员和研究人员参考。选择两个结构优化算例对本文提出的遗传算法的几点改进和编制的优化程序进行验证。第一个算例是平面十杆桁架的杆件截面尺寸的优化,第二个算例是空间网架结构的杆件截面尺寸优化。将两个优化算例的优化结果与其他优化方法的结果进行比较,验证了对遗传算法进行改进后的可靠性及编制的计算机程序的正确性。通过算例对组合网架结构进行几何形状和截面尺寸同时优化的多参数优化,并与其它优化方法进行比较,证明了本文采用的遗传算法的改进措施对组合网架结构进行优化的优越性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 前言
• 1.1 本文的研究意义
• 1.2 本文的研究背景
• 1.3 本文研究的主要内容及采用的技术路线
• 1.4 本文的主要工作
• 第2章 基于组合网架结构优化的遗传算法的几点改进
• 2.1 遗传算法的基本原理及优化流程
• 2.2 基于组合网架结构优化的遗传算法的改进
• 2.3 改进的遗传算法的主要优化流程
• 2.4 本章小结
• 第3章 组合网架优化的MATLAB程序实现
• 3.1 概述
• 3.2 组合网架结构优化主程序的实现
• 3.3 MATLAB混合有限单元法程序的实现
• 3.4 组合网架优化的惩罚技术的程序实现
• 3.5 本章小结
• 第4章 基于改进遗传算法的结构优化算例
• 4.1 十杆平面桁架结构尺寸变量优化算例
• 4.2 平板网架结构截面尺寸优化设计算例
• 4.3 本章小结
• 第5章 组合网架结构的多参数优化设计
• 5.1 组合网架结构优化设计概述
• 5.2 改进的遗传算法在组合网架结构优化中的实现
• 5.3 组合网架结构优化设计数学建模
• 5.4 组合网架结构优化设计算例及优化结果
• 第6章 结论与展望
• 6.1 结论
• 6.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录1
• 附录2