基于基因分層表達(dá)遺傳算法的多目標(biāo)概念設(shè)計(jì).pdf

1、概念設(shè)計(jì)在當(dāng)今工程設(shè)計(jì)中得到廣泛地應(yīng)用，它有效地加快了設(shè)計(jì)、生產(chǎn)自動(dòng)化的進(jìn)程，影響著行業(yè)的發(fā)展。如何改進(jìn)設(shè)計(jì)方法來提高設(shè)計(jì)的效率及產(chǎn)品的性能是目前倍受關(guān)注的熱點(diǎn)之一。 本論文研究基于代碼分層表達(dá)的遺傳算法(Hierarchical Coding Genetic Algorithm，簡稱HCGA)在機(jī)電產(chǎn)品概念設(shè)計(jì)過程中的應(yīng)用。 本文主要研究內(nèi)容是： 1、研究了概念設(shè)計(jì)中表示設(shè)計(jì)方案的功能、結(jié)構(gòu)多方面統(tǒng)一的基因表達(dá)

2、模型——分層表達(dá)模型。結(jié)合設(shè)計(jì)因素的層次特征，選擇樹狀圖對基因知識進(jìn)行描述。根據(jù)對設(shè)計(jì)產(chǎn)品的功能分解，形成功能樹，由功能—結(jié)構(gòu)對應(yīng)關(guān)系生成結(jié)構(gòu)樹。 2、建立了遺傳算法中個(gè)體的編碼方法。用“前向表達(dá)法”對結(jié)構(gòu)樹中各元素量化表達(dá)，進(jìn)一步分析各表達(dá)量的層次位置及上下層之間的控制關(guān)系，并形成控制碼；根據(jù)各層變量的精度要求確定二進(jìn)制代碼位數(shù)；最后，由各層代碼聯(lián)級組成遺傳操作的直接對象：個(gè)體的代碼。 3、定義了基于分層代碼的交叉、變

3、異等遺傳操作。交叉、變異等操作是遺傳算法的關(guān)鍵，一般遺傳算法不適于具有分層結(jié)構(gòu)的個(gè)體代碼，根據(jù)遺傳算法的原理，結(jié)合個(gè)體代碼的層次特點(diǎn)，對交叉、變異等進(jìn)行重新定義。 4、解決了產(chǎn)品概念設(shè)計(jì)的多目標(biāo)優(yōu)化模型的計(jì)算問題。根據(jù)設(shè)計(jì)因素及設(shè)計(jì)要求建立目標(biāo)優(yōu)化模型，使設(shè)計(jì)過程實(shí)現(xiàn)定量化表示，避免其盲目性。 5、利用matlab語言為背景實(shí)現(xiàn)了HCGA算法的基本思想，通過一個(gè)簡單的數(shù)字模型尋優(yōu)實(shí)驗(yàn)，證明該算法的正確性和優(yōu)越性。