基于基因分層表達遺傳算法的多目標概念設計.pdf

1、概念設計在當今工程設計中得到廣泛地應用，它有效地加快了設計、生產自動化的進程，影響著行業(yè)的發(fā)展。如何改進設計方法來提高設計的效率及產品的性能是目前倍受關注的熱點之一。 本論文研究基于代碼分層表達的遺傳算法(Hierarchical Coding Genetic Algorithm，簡稱HCGA)在機電產品概念設計過程中的應用。 本文主要研究內容是： 1、研究了概念設計中表示設計方案的功能、結構多方面統(tǒng)一的基因表達

2、模型——分層表達模型。結合設計因素的層次特征，選擇樹狀圖對基因知識進行描述。根據對設計產品的功能分解，形成功能樹，由功能—結構對應關系生成結構樹。 2、建立了遺傳算法中個體的編碼方法。用“前向表達法”對結構樹中各元素量化表達，進一步分析各表達量的層次位置及上下層之間的控制關系，并形成控制碼；根據各層變量的精度要求確定二進制代碼位數；最后，由各層代碼聯級組成遺傳操作的直接對象：個體的代碼。 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鍵，一般遺傳算法不適于具有分層結構的個體代碼，根據遺傳算法的原理，結合個體代碼的層次特點，對交叉、變異等進行重新定義。 4、解決了產品概念設計的多目標優(yōu)化模型的計算問題。根據設計因素及設計要求建立目標優(yōu)化模型，使設計過程實現定量化表示，避免其盲目性。 5、利用matlab語言為背景實現了HCGA算法的基本思想，通過一個簡單的數字模型尋優(yōu)實驗，證明該算法的正確性和優(yōu)越性。