基于微粒群算法的桁架結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì).pdf

1、微粒群算法(PSO)是一種新興仿生智能算法，它源于對(duì)鳥群飛行過程中尋找食物的模擬，研究表明其是一種很好的優(yōu)化算法。它計(jì)算高效而且算法本身容易實(shí)現(xiàn)，適合求解設(shè)計(jì)空間不連通的非凸非線性問題。引起了國(guó)際上相關(guān)領(lǐng)域眾多學(xué)者的關(guān)注和研究，并且已經(jīng)成功的用于解決很多優(yōu)化設(shè)計(jì)問題。 本文利用微粒群算法實(shí)現(xiàn)對(duì)桁架結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，桁架結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)按設(shè)計(jì)變量類型不同可分為：1、尺寸優(yōu)化：設(shè)計(jì)變量為桿件的橫截面尺寸，2、形狀優(yōu)化：設(shè)計(jì)變量為桿件的節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)

2、，3、拓?fù)鋬?yōu)化：設(shè)計(jì)變量為桿件的節(jié)點(diǎn)布局、節(jié)點(diǎn)間的連接關(guān)系。 本文的主要工作有以下幾個(gè)部分： 第一章:首先介紹了結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)及優(yōu)化算法的基本概念及其發(fā)展，給出了結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的數(shù)學(xué)模型，介紹了傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)優(yōu)化算法和現(xiàn)代智能的結(jié)構(gòu)優(yōu)化算法。 第二章:詳細(xì)的闡述了PSO算法的基本理論以及最優(yōu)化理論，討論了兩種改進(jìn)的PSO算法，對(duì)PSO的收斂性進(jìn)行了分析。 第三章:利用PSO解決了桁架優(yōu)化中的截面優(yōu)化問題。通過對(duì)典

3、型的10-桿平面桁架優(yōu)化分析，討論了PSO算法中的參數(shù)設(shè)置對(duì)優(yōu)化結(jié)果的影響。分別對(duì)空間桁架在單工況及多工況作用下具有應(yīng)力及位移約束的優(yōu)化問題進(jìn)行研究。 第四章:利用PSO主要解決桁架優(yōu)化中的形狀優(yōu)化問題。 1、同時(shí)考慮桁架截面和節(jié)點(diǎn)位置設(shè)計(jì)變量，采用兩種設(shè)計(jì)變量耦合的方法，克服傳統(tǒng)的分層法求解困難且不能得到全局最優(yōu)解的弱點(diǎn)，解決桁架形狀優(yōu)化問題。 2、解決了具有動(dòng)態(tài)約束的結(jié)構(gòu)優(yōu)化問題，實(shí)現(xiàn)了帶有局部穩(wěn)定性約束的桁