基于Pareto遺傳算法的起重機(jī)主梁優(yōu)化設(shè)計(jì).pdf

1、工程設(shè)計(jì)問題一般都具有多個設(shè)計(jì)目標(biāo),這些與工程系統(tǒng)的性能或經(jīng)濟(jì)性等相關(guān)聯(lián)的目標(biāo)之間通常存在著內(nèi)在沖突.近年來多目標(biāo)優(yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù)蓬勃發(fā)展,在理論和實(shí)際應(yīng)用中都取得了很大的成功.本文在研究遺傳算法和多目標(biāo)優(yōu)化理論及應(yīng)用的基礎(chǔ)上,開發(fā)了基于Pareto排序的遺傳多目標(biāo)優(yōu)化算法,用以處理一般工程中多目標(biāo)優(yōu)化設(shè)計(jì)問題;討論了在遺傳多目標(biāo)優(yōu)化中涉及的幾個重要問題與技術(shù):Pareto排序問題、適應(yīng)值計(jì)算問題、種群多樣性保持問題、約束處理和小生境技術(shù)等

2、;研究了工程優(yōu)化中數(shù)學(xué)模型的建立過程,以橋式起重機(jī)為例,對起重機(jī)的箱形主梁截面做了優(yōu)化設(shè)計(jì).論文主要工作和結(jié)論如下:(1)初步研究了多目標(biāo)理論基礎(chǔ),并分析比較了幾種常用的傳統(tǒng)多目標(biāo)優(yōu)化方法的求解方法和特點(diǎn).(2)對遺傳算法作了詳細(xì)的研究,遺傳算法是一種基于生物自然選擇與遺傳機(jī)理的隨機(jī)搜索算法;遺傳算法多方向和全局搜索的基本特點(diǎn)和從種群到種群的方法對于解決多目標(biāo)優(yōu)化問題是有益的;討論了將遺傳算法應(yīng)用到多目標(biāo)優(yōu)化問題中的相關(guān)問題;對幾種不同

3、的遺傳多目標(biāo)優(yōu)化方法做了簡要的介紹和比較.(3)給出了基于Pareto排序分級的多目標(biāo)Pareto遺傳算法的具體過程;研究遺傳多目標(biāo)優(yōu)化中涉及的幾個重要問題與技術(shù):Pareto排序問題、適應(yīng)值計(jì)算問題、種群多樣性保持問題、約束處理等,討論了小生境技術(shù)的相關(guān)內(nèi)容;在給定的進(jìn)化參數(shù)條件下,用多目標(biāo)Pareto遺傳算法獲得多目標(biāo)優(yōu)化問題的Pareto解集或近似的Pareto解集,從而得到最終的優(yōu)化設(shè)計(jì)方案.(4)將遺傳多目標(biāo)優(yōu)化方法應(yīng)用于橋式

4、起重機(jī)箱形主梁的優(yōu)化設(shè)計(jì).給出了一般工程優(yōu)化問題數(shù)學(xué)模型的建立過程,并以起重機(jī)主梁重量和用合成正應(yīng)力表征的安全性作為優(yōu)化設(shè)計(jì)的兩個目標(biāo).設(shè)計(jì)結(jié)果表明,本文所開發(fā)得遺傳多目標(biāo)優(yōu)化算法能夠很好的獲得問題的Pareto解,在可以接受的時間內(nèi)得到令設(shè)計(jì)者非常滿意的設(shè)計(jì)方案.遺傳算法和多目標(biāo)優(yōu)化的結(jié)合,實(shí)現(xiàn)了Pareto解集(或近似Pareto解集)的完整搜索;基于Pareto的多目標(biāo)遺傳算法是處理偏好未知情況下工程優(yōu)化設(shè)計(jì)問題的有效的、實(shí)用的方