一種求解大不確定性問題的區(qū)間優(yōu)化方法及應用.pdf

1、不確定性廣泛地存在于工程問題中,不確定性優(yōu)化算法的研究對于產品的不確定優(yōu)化設計及應用具有重要意義。概率優(yōu)化和模糊優(yōu)化需要大量的不確定信息以構造變量的精確概率分布或模糊隸屬度函數。然而對很多的工程結構優(yōu)化問題,獲得足夠的不確定性信息往往顯得非常困難或成本過高,這便限制了這兩類方法的適用性。區(qū)間優(yōu)化是一類相對較新的不確定優(yōu)化方法,它利用區(qū)間描述變量的不確定性。因此,只需要較少的信息即可獲取變量的上下界,在不確定性建模方面,區(qū)間優(yōu)化方法具有很

2、好的方便性和經濟性。
　　 本文主要針對不確定參數同時存在于目標函數和約束的區(qū)間優(yōu)化問題進行了研究,發(fā)展了一種適用于求解大不確定性問題的區(qū)間結構優(yōu)化算法,應用該算法對某型商用車車架進行了不確定優(yōu)化設計,開發(fā)了基于區(qū)間的不確定優(yōu)化設計軟件。本文的主要研究內容包含以下幾個方面：首先,提出了一種適用于求解大不確定性水平問題的區(qū)間優(yōu)化算法。該算法在每一迭代步將非線性區(qū)間優(yōu)化問題轉換為線性區(qū)間優(yōu)化問題,基于子區(qū)間分析方法獲取目標函數和約束

3、函數的響應區(qū)間,進行求解得到當前設計域最優(yōu)解。算法通過設計向量及設計步長的變化實現(xiàn)設計域的不斷更新,直至收斂。其次,針對某型商用車汽車車架,建立參數化的有限元模型,求解其結構剛度和強度?？紤]因制造工藝引起的材料參數不確定性,基于區(qū)間分析方法對其進行不確定性分析。將本文提出的高效的區(qū)間優(yōu)化算法應用于考慮材料不確定性的該型商用車汽車車架的優(yōu)化設計,車架剛度得到了明顯的改善。最后,基于混合編程技術開發(fā)了區(qū)間不確定性優(yōu)化設計軟件V1.0。該軟件