基于進化步長控制的漸進結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法研究及應用.pdf

1、漸進結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法（ESO方法）是結(jié)構(gòu)拓撲優(yōu)化的重要方法之一。ESO方法基本思想簡單，優(yōu)化過程中不產(chǎn)生中間密度，拓撲構(gòu)形清晰，易于工程應用，但易于陷入局部最優(yōu)。因此，為了提高ESO方法的全局尋優(yōu)能力，本文針對單元密度的進化步長進行研究，確定了單元密度進化步長的控制函數(shù)，引入雙向漸進結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法、靈敏度再分配技術和奇異單元判斷準則，提出了改進ESO方法，并進行了改進ESO方法的應用研究。
　　主要研究工作包括以下幾個方面：
　　

2、1.單元密度進化步長控制模型的確定。按照單元密度對結(jié)構(gòu)性能的影響將單元分為主要單元、次要單元和一般單元，并給出了單元權重系數(shù)的計算方法。根據(jù)單元密度對結(jié)構(gòu)性能的影響規(guī)律，分析單元密度進化步長的控制要求，并按照控制要求建立幾種控制模型，以控制單元的刪除速率。通過兩個算例，對幾種控制模型的結(jié)構(gòu)優(yōu)化結(jié)果進行分析比較，確定了一種綜合性能較好的單元密度進化步長控制模型。
　　2.提出了基于進化步長控制的漸進結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法。針對 ESO方法可能

3、會由于誤刪單元導致優(yōu)化失敗的問題，引入雙向漸進結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法，通過添加單元避免在優(yōu)化過程中誤刪單元。采用靈敏度再分配技術抑制棋盤格式以獲得更平滑的優(yōu)化構(gòu)形。針對在結(jié)構(gòu)優(yōu)化中某些單元被刪除后會導致結(jié)構(gòu)柔順度突變的問題，在優(yōu)化前期引入奇異單元判斷準則恢復誤刪單元，以提高ESO方法的全局尋優(yōu)能力。最后，通過算例驗證了所提出方法的有效性。
　　3.基于進化步長控制的漸進結(jié)構(gòu)優(yōu)化原型系統(tǒng)的實現(xiàn)?；?Matlab平臺開發(fā)了基于進化步長控制的漸