一種求解大不確定性問題的區(qū)間優(yōu)化方法及應(yīng)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(duì)于產(chǎn)品的不確定優(yōu)化設(shè)計(jì)及應(yīng)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(gòu)造變量的精確概率分布或模糊隸屬度函數(shù)。然而對(duì)很多的工程結(jié)構(gòu)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(duì)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(jīng)濟(jì)性。
　　 本文主要針對(duì)不確定參數(shù)同時(shí)存在于目標(biāo)函數(shù)和約束的區(qū)間優(yōu)化問題進(jìn)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(jié)構(gòu)優(yōu)化算法,應(yīng)用該算法對(duì)某型商用車車架進(jìn)行了不確定優(yōu)化設(shè)計(jì),開發(fā)了基于區(qū)間的不確定優(yōu)化設(shè)計(jì)軟件。本文的主要研究?jī)?nèi)容包含以下幾個(gè)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(zhuǎn)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(biāo)函數(shù)和約束

3、函數(shù)的響應(yīng)區(qū)間,進(jìn)行求解得到當(dāng)前設(shè)計(jì)域最優(yōu)解。算法通過設(shè)計(jì)向量及設(shè)計(jì)步長(zhǎng)的變化實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)域的不斷更新,直至收斂。其次,針對(duì)某型商用車汽車車架,建立參數(shù)化的有限元模型,求解其結(jié)構(gòu)剛度和強(qiáng)度?？紤]因制造工藝引起的材料參數(shù)不確定性,基于區(qū)間分析方法對(duì)其進(jìn)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(yīng)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(shè)計(jì),車架剛度得到了明顯的改善。最后,基于混合編程技術(shù)開發(fā)了區(qū)間不確定性優(yōu)化設(shè)計(jì)軟件V1.0。該軟件