基于進(jìn)化步長(zhǎng)控制的漸進(jìn)結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法研究及應(yīng)用.pdf

1、漸進(jìn)結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法（ESO方法）是結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化的重要方法之一。ESO方法基本思想簡(jiǎn)單，優(yōu)化過(guò)程中不產(chǎn)生中間密度，拓?fù)錁?gòu)形清晰，易于工程應(yīng)用，但易于陷入局部最優(yōu)。因此，為了提高ESO方法的全局尋優(yōu)能力，本文針對(duì)單元密度的進(jìn)化步長(zhǎng)進(jìn)行研究，確定了單元密度進(jìn)化步長(zhǎng)的控制函數(shù)，引入雙向漸進(jìn)結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法、靈敏度再分配技術(shù)和奇異單元判斷準(zhǔn)則，提出了改進(jìn)ESO方法，并進(jìn)行了改進(jìn)ESO方法的應(yīng)用研究。
　　主要研究工作包括以下幾個(gè)方面：
　　

2、1.單元密度進(jìn)化步長(zhǎng)控制模型的確定。按照單元密度對(duì)結(jié)構(gòu)性能的影響將單元分為主要單元、次要單元和一般單元，并給出了單元權(quán)重系數(shù)的計(jì)算方法。根據(jù)單元密度對(duì)結(jié)構(gòu)性能的影響規(guī)律，分析單元密度進(jìn)化步長(zhǎng)的控制要求，并按照控制要求建立幾種控制模型，以控制單元的刪除速率。通過(guò)兩個(gè)算例，對(duì)幾種控制模型的結(jié)構(gòu)優(yōu)化結(jié)果進(jìn)行分析比較，確定了一種綜合性能較好的單元密度進(jìn)化步長(zhǎng)控制模型。
　　2.提出了基于進(jìn)化步長(zhǎng)控制的漸進(jìn)結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法。針對(duì) ESO方法可能

3、會(huì)由于誤刪單元導(dǎo)致優(yōu)化失敗的問(wèn)題，引入雙向漸進(jìn)結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法，通過(guò)添加單元避免在優(yōu)化過(guò)程中誤刪單元。采用靈敏度再分配技術(shù)抑制棋盤格式以獲得更平滑的優(yōu)化構(gòu)形。針對(duì)在結(jié)構(gòu)優(yōu)化中某些單元被刪除后會(huì)導(dǎo)致結(jié)構(gòu)柔順度突變的問(wèn)題，在優(yōu)化前期引入奇異單元判斷準(zhǔn)則恢復(fù)誤刪單元，以提高ESO方法的全局尋優(yōu)能力。最后，通過(guò)算例驗(yàn)證了所提出方法的有效性。
　　3.基于進(jìn)化步長(zhǎng)控制的漸進(jìn)結(jié)構(gòu)優(yōu)化原型系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)?；?Matlab平臺(tái)開(kāi)發(fā)了基于進(jìn)化步長(zhǎng)控制的漸