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结构多目标模糊优化设计

作　者: 欧伟
导　师: 吕恩琳
学　校: 重庆大学
专　业: 工程力学
关键词: 模糊优化分成序列法贴近度模糊综合评判加权系数
分类号: O342
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
下　载: 348次
引　用: 2次
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内容摘要

复杂的工程结构中设计变量,目标函数,约束条件,三者可以都是模糊的,也可只是某一方面是模糊的而其它方面是确定的。同时因结构的复杂性,目标函数数目将会是一个很大的值,这些特点都使得结构优化设计的计算工作量比较大,而且如果在模糊优化设计的过程中,对各目标函数重要性考虑得不合理的话,将会导致优化所得解不是最优解,本文建立了结构多目标模糊优化的数学模型,用模糊综合评判的方法分析了权重的分配情况,以此作为判断各目标重要性的依据,对各目标函数以重要性大小分层次的来进行优化设计。在结构优化设计理论、结构模糊性理论、多目标优化理论、贴近度理论的基础上,进一步尝试探讨多目标结构系统的模糊优化方法。对同样的设计目标,不同的使用情况时,采用不同的权数分配值,并对其在最后作适当的修正,以使其更符合实际的工作情况。为进一步的优化设计提供了基础。首先研究了模糊优化设计时模糊性产生的根源和多目标优化方法存在的问题。考虑到直接解法和间接解法均存在的不足即基本上都需要预先设定每个目标函数所需的权,并且经典的多目标优化问题常用的统一权法带有很大的盲目性和经验性,常常因加权不当而陷入寻优窘境。因此从模糊综合评判方法入手,用模糊综合评判(或其逆向)的思想来确定优化设计时的权系数的取值,这就使得优化设计时初始设定的权系数有了一定的合理性。然后对结构设计中的设计变量,约束,目标函数,可用域和工况做了一定的分析。考虑到结构设计的考虑目标函数和约束条件中的模糊因素,以及结构优化的一般数学模型特点与模糊优化数学模型的相似性,用模糊优化的方法来寻求结构设计的“最优解”。通过对复杂的结构,在模糊综合评判的方法确定的权值下,采用多目标分层序列法对结构进行优化设计,对所得结果用贴近度理论与理想解进行对比,选择贴近度较大的解,同时计算出使q1 F1+ q2F2+qrFr→min时的qi i=(1 ,2,,r)取值,将其代入先前的权值进行修正,即可得到具体条件下的最佳统一的权系数。本文采用的权系数确定方式能灵活的改变各目标及约束的加权因子,有利于设计者根据实际工程需要,根据各目标的相对重要程度,进行优化设计。如果设计者缺少足够的经验确定加权因子,则可使用此方法来确定。并且采用了分层优

全文目录

中文摘要  4-6
英文摘要  6-10
1 绪论  10-16
  1.1 课题研究意义  10
  1.2 多目标优化的研究概况  10-12
  1.3 模糊优化设计  12-13
  1.4 结构优化设计  13-14
  1.5 课题的具体研究内容和方法  14-16
2 模糊优化设计  16-19
  2.1 模糊优化产生的背景  16
  2.2 模糊优化设计的产生和发展历史  16-19
3 模糊模式识别与模糊综合评判  19-30
  3.1 概述  19
  3.2 模糊模式识别  19-23
    3.2.1 模糊数学基本概念  19-23
  3.3 模糊综合评判方法  23-25
  3.4 多目标设计方案的模糊综合评判及权系数分配分析  25-30
    3.4.1 多目标设计方案的模糊综合评判  25-27
    3.4.2 模糊综合评判中确定权系数的方法  27-30
4 结构优化设计综述  30-37
  4.1 结构优化设计  30-34
    4.1.1 优化设计的基本思想  30-34
  4.2 结构优化设计的数学模型  34-35
    4.2.1 整体提法  34
    4.2.2 常用形式(设计向量空间的数学模型)  34-35
  4.3 工程中不确定信息的科学处理  35-36
  4.4 小结  36-37
5 结构多目标模糊优化及算法的改进  37-56
  5.1 概述  37-39
    5.1.1 多目标优化的最新进展  37-39
  5.2 多目标模糊优化的基本思想  39-40
  5.3 多目标优化的数学模型  40-46
    5.3.1 普通优化设计数学模型  40-41
    5.3.2 模糊优化设计数学模型  41-46
  5.4 模糊优化问题的求解  46-51
    5.4.1 对称模糊优化及其解法  46-49
    5.4.2 非对称模糊优化模型及其解法  49-51
  5.5 多目标模糊优化方法  51
  5.6 多目标模糊优化设计的改进  51-56
    5.6.1 权系数的确定  54-56
6 算例分析  56-65
  6.1 算例一  56-58
  6.2 算例二平面桁架  58-64
    6.2.1 数学模型  59-61
    6.2.2 多目标模糊优化  61-64
  6.3 结论  64-65
7 结语和展望  65-66
致谢  66-67
参考文献  67-70
附录  70-71
独创性声明  71
学位论文版权使用授权书  71

结构多目标模糊优化设计

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