快速群搜索優(yōu)化算法在大規(guī)模桁架結構優(yōu)化設計中的應用.pdf

1、桁架結構是一種常見的結構類型，因其受力合理、計算簡單、施工方便、適用性強，重量輕等優(yōu)點而得到廣泛的使用。大規(guī)模的復雜桁架結構，包含龐大數(shù)目的桿件，其優(yōu)化問題的特點表現(xiàn)為設計變量多，搜索空間大，需要滿足大量的約束條件，并且設計變量與約束條件及優(yōu)化目標之間具有隱式的高度非線性關系。傳統(tǒng)的基于梯度的優(yōu)化方法已經(jīng)不能有效地解決這類問題。啟發(fā)式算法對優(yōu)化問題無特殊要求，無需計算梯度，具有全局優(yōu)化性能、魯棒性強、通用性強、程序易實現(xiàn)等優(yōu)點，目前在結

2、構優(yōu)化設計領域得到廣泛應用。
　　快速群搜索優(yōu)化算法(Quick Group Search Optimizer，QGSO)是一種新近提出的啟發(fā)式算法，本文首先將該算法應用到一個稍大規(guī)模的144桿擴展benchmark桁架結構優(yōu)化問題，通過設計一系列獨立重復試驗的方法研究了QGSO算法中4個重要參數(shù)的取值，獲得了QGSO算法適用于大規(guī)模桁架結構優(yōu)化設計的參數(shù)值，并將采用了新的參數(shù)設置值的算法命名為改良的快速群搜索優(yōu)化算法(Modif

3、ied QuickGroup Search Optimizer，MQGSO)。本文將MQGSO算法應用到十個大規(guī)模桁架結構優(yōu)化設計問題中，包括五個連續(xù)變量的優(yōu)化算例和五個離散變量的優(yōu)化算例。計算結果表明，MQGSO算法適合求解這類優(yōu)化問題，取得了比文獻中應用其他各種啟發(fā)式算法求得的更好的優(yōu)化結果。
　　針對MQGSO算法在個別優(yōu)化問題中表現(xiàn)出不如QGSO算法的局部搜索能力，通過將細胞自動機的概念引入MQGSO算法，提出了細胞-快速