文档介绍：山东建筑大学
硕士学位论文
遗传算法的改进及其在机械优化设计中的应用
姓名:魏志明
申请学位级别:硕士
专业:工程力学
指导教师:鹿晓阳
20090501
摘要的仿生学算法。与常规的优化算法相比,遗传算法具有隐含并行性和全局收敛性两大显著特征,并且具有常规优化方法所没有的优点,如不需要梯度计算等。然而,遗传算法毕竟是一门较新的学科,无论是在理论上,还是在实现上都有许多不完善的地方。因此,不断地对遗传算法加以研究和改进,使其更加适用于工程实际,以便更好地、更充分地发挥遗传算法的性能和特点是非常必要的。本文对遗传算法及其在机械优化设计应用中的相关内容进行了研究,介绍了遗传算法的基本结构、主要特点及应用于机械优化设计时具有一般意义的算法设计方案和算子这些缺陷,本文在对遗传算法的基本要点进行介绍的基础上,对选择、交叉和变异等算子操作过程进行了改进。以典型的遗传算法测试函数验证改进遗传算法的有效性与可本文提出了基于惩罚和修复策略的约束处理方法,解决了单一使用惩罚方法时所遇到的难以解决的问题,方便了遗传算法在约束优化问题中的应用,提高了遗传算法设计,并将改进的遗传算法得到的优化结果同基本遗传算法的优化结果进行了对比分析,算例分析表明该程序用于机械优化设计是可行的和高效的,改进的遗传算法比基本遗传算法有更好的收敛特性,迭代次数减少,优化设计结果也好于基本遗传算法。遗传算法是近年来在计算机科学和优化中受到广泛关注的一种模拟生物进化理论设计方法。在实际应用中,基本遗传算法存在着收敛速度慢,稳定性差和早熟等问题。为克服行性。在工程优化问题中的适用性。本文运用镅员嘀屏嘶涤呕杓瞥绦颍郧「嘶菇辛擞呕关键词:遗传算法,优化设计,算法改进,约束处理,罚函数山东建筑大学硕士学位论文
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图仑翌三::学位论文作者签名:墨敏舌:墨盆日期魏鑫:鲴停日期《:熊原创性声明学位论文使用授权声明本人郑重声明:所提交的学位论文是本人在导师的指导下,,论文中不舍其他人已经发表或撰写过的研究成果,,均已在文中以明确方式标明。、使用学位论文的规定,即:山东建筑大学有权保留并向国家有关部门或机构送交学位论文的复印件和磁盘,允许论文被查阅和借阅。本人授权山东建筑大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或其它手段保存、汇编学位论文。保密论文在解密后遵守此声明。学位论文作者签名:签兰竺导师日期名:
第滦髀应用前剽俊】。优化设计是二十世纪六十年代随着电子计算机的广泛使用而迅速发展起来使得在解决复杂设计问题时,能从众多的设计方案中寻得尽可能完善的设计方案并大大地提高设计质量和设计效率。目前优化设计方法在航空、造船、国防、机械、电子、电器、交通、建筑、纺织、冶金、石油、化工及管理等领域都得到了题。如结构设计要在满足强度要求等条件下使所用材料的总重量最轻:资源分配要使各用户利用有限资源产生的总效益最大:安排运输方案要在满足物资需求和技术必将在社会的诸多方面起着越来越大的作用,有着巨大地发展潜力和广泛地为初始设计方案和参数,然后通过人工作图及复杂的计算确定初始参数是否可如此循环多次才能得到符合需要的设计结果,并且设计结果一般都不是“最优”优化设计是在规定的各种设计限制条件下,将实际设计问题首先转化为最优化问题的数学模型,然后运用各种最优化理论和方法,在计算机上编程进行自动寻优计算,从满足各种设计要求及限制条件的全部可行方案中,选择出最优设计方案。与常规的设计方法相比,优化设计的最大优点是:它能根据最优化理论,从所有可行的设计方案中找到最完善、最合适的一个方案来。在优化设计过程中,选题背景和意义的一门新的学科。优化设计能为工程及产品设计提供一种重要的科学设计方法,广泛地应用和发展,并且取得了显著的经济效益和社会效益。最优化是人们在工程技术、科学研究和经济管理等诸多领域中经常遇到的问装载条件下使运输总费用最低:编制生产计划应按照产品的工艺流程和客户需求,尽量降低人力、设备、原材料等成本,使总利润达到最高等。任何一项工程或一个产品的设计,都需要根据设计要求,合理选择方案,确定各种参数,以期望达到最佳的设计目标,如重量轻、材料省、成本低、性能好、承载能力高等。可以预料,随着科学技术特别是计算机技术的不断发展,数学理论和方法向各门学科和各个应用领域更广泛、更深入地渗透,在当今的信息时代,最优化理论和常规的设计方法通常是,