| 【中文题名】 | 结构优化中的遗传算法研究和应用 |
| 【英文题名】 | The Research of Genetic Algorithm and Its Application in Engineering Structural Optimization |
| 【学科专业】 | 机械设计及理论 |
| 【论文级别】 | 硕士论文 |
| 【投稿时间】 | 2004-7-7 |
| 【中关键词】 | 遗传算法,结构优化,刚架,算法改进,约束处理, |
| 【英关键词】 | genetic algorithm,structural optimization,frame,improvement of arithmetic,disposal of constraints, |
| 【分类导航】 | 工业技术>自动化技术、计算机技术>自动化基础理论>人工智能理论>> |
| 【论文摘要】 |
优化设计是近年来发展起来的一门新兴科学，它在工程技术的各个领域得到了广泛的应用。任何一项工程，都需要根据设计要求，合理选择方案，确定各种参数，以期达到最佳的设计目的。结构设计与最优化技术、电子计算机技术相结合，形成了结构优化设计这一新的领域。
遗传算法是近年来在计算机科学和优化中受到广泛关注的一种拟生物进化理论的仿生学算法。与常规的优化算法相比，遗传算法具有隐含并行性和全局收敛性两大显著特征，并且具有常规优化方法所没有的优点，如不需要梯度计算等。然而，遗传算法毕竟是一门较新的学科，无论是在理论上，还是在实现上都有许多不完善的地方。因此，不断地对遗传算法加以研究和改进，使其更加适用于工程实际，以便更好地、更充分地发挥遗传算法的性能和特点是非常必要的。
本文对遗传算法及其在结构优化设计应用中的相关内容进行了研究，介绍了遗传算法的基本结构、主要特点和应用于优化设计时算法设计的问题和算子设计的方法。分析了结构优化设计的现状和特点，并且提出了遗传算法应用于结构优化设计时具有一般意义的算法设计方案和算子设计方法，对应用中的一些问题和遗传算法表现的特点做出了论证。采用了极端的惩罚函数法来... |
| 【论文题纲】 |
|
第一章 绪论 |
7-15 |
|
1-1 遗传算法的思想来源 |
7-8 |
|
1-2 遗传算法的发展与展望 |
8-9 |
|
1-2-1 遗传算法的产生和发展 |
8-9 |
|
1-2-2 我国关于遗传算法的研究 |
9 |
|
1-3 遗传算法在工程结构优化中的应用 |
9-13 |
|
1-3-1 结构遗传优化的数学建模 |
10-12 |
|
1-3-2 结构遗传优化设计算法中初始种群的产生 |
12 |
|
1-3-3 结构遗传优化设计算法的过程控制 |
12-13 |
|
1-4 本文的工作 |
13-15 |
|
第二章 遗传算法的基本理论及其实施 |
15-30 |
|
2-1 遗传算法概要 |
15-16 |
|
2-2 基本遗传算法的实现技术 |
16-25 |
|
2-2-1 确定编码方案 |
18-19 |
|
2-2-2 适应函数 |
19-20 |
|
2-2-3 选择策略 |
20-22 |
|
2-2-4 控制参数的选取 |
22-23 |
|
2-2-5 遗传算子的设计 |
23-24 |
|
2-2-6 确定算法的终止原则 |
24-25 |
|
2-3 遗传算法的特点 |
25-28 |
|
2-3-1 与传统方法相比遗传算法的特点 |
25-27 |
|
2-3-2 遗传算法与其它搜索方法的比较 |
27-28 |
|
2-4 基本遗传算法的算例 |
28-30 |
|
第三章 遗传算法的数学理论 |
30-42 |
|
3-1 模式理论 |
30-34 |
|
3-1-1 模式概念 |
30-31 |
|
3-1-2 字符串的模式数目 |
31-32 |
|
3-1-3 模式定理 |
32-34 |
|
3-2 隐含并行性和基因块假设 |
34-38 |
|
3-2-1 隐含并行性 |
34-35 |
|
3-2-2 基因块假设 |
35-38 |
|
3-3 遗传算法的收敛性分析 |
38-40 |
|
3-3-1 Markov链 |
38 |
|
3-3-2 收敛性分析 |
38-40 |
|
3-4 选择压力分析 |
40-42 |
|
第四章 遗传算法的改进 |
42-54 |
|
4-1 遗传算法的改进思路 |
42-43 |
|
4-1-1 涉及遗传算法改进所考虑的原则 |
42 |
|
4-1-2 算法改进思路 |
42-43 |
|
4-2 约束条件的处理方法 |
43-45 |
|
4-3 改进遗传算法的具体实现 |
45-48 |
|
4-3-1 二进制编码方法 |
45-46 |
|
4-3-2 约束处理 |
46 |
|
4-3-3 适应函数的定义 |
46 |
|
4-3-4 混合选择算子 |
46-47 |
|
4-3-5 杂交算子 |
47 |
|
4-3-6 变异算子 |
47 |
|
4-3-7 终止条件 |
47-48 |
|
4-4 遗传算法应用于刚架优化 |
48-54 |
|
4-4-1 数学模型的建立 |
48-49 |
|
4-4-2 刚架柱梁的约束条件 |
49-50 |
|
4-4-3 算例 |
50-52 |
|
4-4-4 结果分析 |
52-54 |
|
第五章 全文总结及展望 |
54-56 |
|
参考文献 |
56-59 |
|
致谢 |
59 |
|
| 【DOI】 | LunWen.ID:2.2008.387000 |
