基于混合蟻群算法的離散變量結構截面優(yōu)化方法研究.pdf

1、結構優(yōu)化設計是近四十年發(fā)展起來的一門新技術，與傳統(tǒng)設計相比，由于其具有設計合理、節(jié)省原材料等特點日益受到國內(nèi)外工程界的廣泛重視。結構優(yōu)化設計可以降低結構重量和材料成本，改進結構的強度、剛度、振動特性、屈曲穩(wěn)定性等性能，是現(xiàn)代設計制造領域的重要研究方向。隨著結構優(yōu)化設計理論和方法的迅速發(fā)展，離散變量結構優(yōu)化設計越來越得到關注。離散變量結構優(yōu)化設計在數(shù)學上屬于組合優(yōu)化的范疇，組合優(yōu)化問題屬于NP完全類問題，其求解算法屬于NP困難問題。

2、 社會性動物的群體活動往往能產(chǎn)生驚人的自組織行為，個體行為顯得盲目的螞蟻在組成蟻群后能夠發(fā)現(xiàn)從蟻巢到食物的最短路徑。生物學家經(jīng)過仔細研究發(fā)現(xiàn)螞蟻之間通過一種稱之為“信息素”的物質(zhì)進行間接通訊、相互協(xié)作來發(fā)現(xiàn)最短路徑。受其啟發(fā)，意大利學者Dorigo.M等于1991年提出一種群體智能算法一蟻群算法(ACO)，該算法自提出以來在計算機科學領域和優(yōu)化領域中受到廣泛關注，在求解旅行商、二次分配、生產(chǎn)安排調(diào)度、網(wǎng)絡路由、函數(shù)優(yōu)化等問題方面得到了

3、廣泛應用，顯示了該算法在求解組合優(yōu)化問題方面的優(yōu)越性。 本文圍繞蟻群算法在離散變量結構截面優(yōu)化設計中的應用，進行了如下工作： 1、提出了一種混合蟻群算法。在系統(tǒng)地學習研究蟻群算法的原理、數(shù)學模型和組合優(yōu)化應用的基礎上，分析三種尋優(yōu)模式，提出了混合蟻群算法，綜合三種不同的尋優(yōu)模式，調(diào)整不同尋優(yōu)模式蟻群數(shù)量的比例，使算法在保持較高搜索能力的同時，避免出現(xiàn)停滯現(xiàn)象。對算法的程序?qū)崿F(xiàn)進行了研究。 2、分析和研究了混合蟻群

4、算法的參數(shù)設置。對該算法應用時的參數(shù)選擇原則進行了探討，用于指導參數(shù)設置。進行了算法的對比分析和測試函數(shù)的驗證，表明了混合蟻群算法的良好性能。 3、將混合蟻群算法應用于離散變量結構截面優(yōu)化設計。針對離散變量結構截面優(yōu)化設計的性質(zhì)與特點，對該算法應用時的設計變量、目標函數(shù)和約束條件作了概要的分析與研究，拓寬了蟻群算法的應用領域。 4、編制優(yōu)化程序。運用FORTlRAN語言編制了混合蟻群結構截面優(yōu)化設計程序，將優(yōu)化設計程序與