反铲液压挖掘机主参数优化研究

本文针对我国反铲液压挖掘机主参数设计方面的缺陷,提出了主参数优化方法。此方法从整机稳定性出发,以包络图面积和斗容为目标函数,综合考虑了主挖区性能以及众多的约束条件,对挖掘机主参数进行了优化,并给出了一优化实例。此方法能为我国制定“反铲液压挖掘机基本参数”提供理论依据。     

基于RF-NSGA-Ⅱ的建筑能耗多目标优化

本文提出一种随机森林–带精英策略的非支配排序遗传算法(RF-NSGA-II)相结合的方法,基于建筑外围护结构设计优选进行建筑能耗多目标优化。首先通过建立BIM模型导入DesignBuilder软件,利用正交试验获取建筑外维护结构主要参数与对应能耗的模拟样本集,再将样本数据集用于RF模型预测中进行训练,将训练好的RF回归函数作为适应度函数并作为优化目标之一。在此基础上引入室内热舒适度函数为另一个适应度函数,采用NSGA-II进行多目标优化,得到Pareto前沿解集并从中利用理想点法得到一组多目标最优解。通过本研究可以得出:利用RF对建筑能耗进行预测精度高,所得预测效果好,通过NSGA-II算法和理想点法可以获得满足建筑能耗和舒适度要求的外围护设计参数最优取值,结果与实际相符,效果良好。对实现低建筑能耗和高热舒适度优化具有参考价值。     

发动机舱排气引射系统多目标优化设计

为了满足工程机械散热性能需求并实现节能降噪,将排气引射系统应用到结构设计中。为获得排气引射系统最佳性能参数,提出以引射系数和截面压差为目标函数的多目标优化设计方法。利用ANSYS Workbench平台,通过中心复合设计试验方法确定设计点,利用CFX流体动力学软件对不同设计点进行数值模拟,根据获取的响应值建立输入与输出关系的响应面模型,运用多目标遗传算法对引射系数与截面压差进行多目标优化,得到符合设计原则的Pareto优化解集。将排气引射系统应用到发动机舱中,与电子扇方案对比,进行多角度评价。结果表明,通过多目标优化,排气引射系统的引射系数提高50.4%,截面压差下降2.3%,与电子扇方案相比,可有效提高空气侧流量,提高冷却系统散热性能。     

CLT／A型旋风除尘器的多目标优化设计

本文应用多目标优化技术，对ＣＬＴ／Ａ型单筒旋风除尘器的结构参数进行了研究，建立了以除尘效率、压力损失为目标函数的旋风除尘器优化数学模型，并采用极小－极大优化方法对其进行优化设计，给出了使其综合性能最佳的结构参数。     

基于动力可靠性约束的基础隔震结构抗震优化控制设计研究

对基础隔震结构的抗震优化设计往往以结构隔震效果指标为优化目标函数,对隔震装置的参数取值进行优化,而这种常规的优化方法无法反映出结构参数和作用荷载两者之一的随机性对结构优化设计的影响。基于可靠性的结构优化设计是在常规优化方法基础上发展起来的一种全新的结构优化设计方法,它的基本思路产生于结构可靠性理论与数学规划方法的有机结合。在结构可靠性优化中,将对结构的可靠性要求作为追求的目标或限制条件,运用最优化方法寻求结构在概率意义下的最佳设计。基于以上分析,提出了以结构最大位移响应的期望值为目标函数,控制装置响应的动力可靠性为约束条件,运用罚函数法进行优化求解的基础隔震结构抗震优化控制设计方法,最后给出了算例分析。     

抗震结构的模糊优化设计

文献[1]和[2]中指出,结构优化设计的目标函数和约束函数中包含有大量的模糊信息,提出了结构模糊优化设计的概念和物理量(结构反应和尺寸)在模糊许用范围下的α-水平截集解法。 本文进一步提出了抗震结构模糊优化设计的方法。为此定义了模糊预测烈度、模糊反应谱、结构的模糊反应,给出了具有广义模糊约束(包括模糊约束函数及其取值的模糊允许范围)的模糊规划的解法。文献[1]和[2]中所用的α-水平截集解法是它的特例。这个解法的基础是给出了模糊约束函数对其允许模糊取值范围的满足度的概念,并利用它把问题转化为一系列非模糊规划,从而得到一个最优点序列,这就为求解模糊规划奠定了基础。 在抗震结构优化设计中,第一步利用上述方法求得结构最小造价点集,各设计点对应着不同的设防水平;第二步在目标函数中综合考虑初始造价和未来若干年震害损失期望,求得最优设防水平及与其对应的一个最优设计方案。     

多目标优化技术在CLT／A型旋风除尘器设计中的应用

将多目标优化技术应用于ＣＬＴ／Ａ型旋风除尘器的设计，建立了以除尘效率、压力损失为目标函数的旋风除尘器的优化数学模型，并采用多目标优化方法对其进行优化设计，给出了使除尘器综合性能最佳的结构参数。此方法与传统设计方法比较，具有设计效率高，综合性能及通用性好的优点。     

缩尺结构模型的相似荷载优化设计

缩尺模型试验中模型与原型的相似度直接关系到试验结果反映原型的准确性,而相似条件中相似荷载的确定往往是缩尺模型试验设计中的难点。针对缩尺结构模型的相似荷载优化设计方法进行了研究,通过提出相似误差的概念,以量化相似荷载与理想缩尺荷载的误差,在模型试验中常用的有限多点集中力加载方式的基础上,以表征量的相似误差函数为优化的目标函数,提出了相似荷载优化设计的基本思路和流程,推导了简支梁和连续梁的最优相似荷载设计的解析解,并在基本思路的基础上,对优化设计中可能出现的多维度难点问题进行讨论,且均提出了初步的解决方法,最后进一步根据空间杆系有限元方法,对空间曲线连续梁桥恒载的相似荷载进行了优化设计。     

型钢混凝土框架柱优化研究

通过对型钢混凝土框架柱受力性能的研究,提出了以总造价为目标函数的型钢混凝土框架柱单目标优化设计模型,并给出了相应的设计变量、约束条件和目标函数,利用MATLAB优化工具箱,编制相应的求解程序,求出最佳截面,并对一型钢混凝土框架柱进行了优化设计,优化结果表明：运用此模型能快速、准确的得出试件的最优截面,并通过对数据的分析,提出了型钢混凝土框架柱截面初步设计时应注意的问题。     

变流量运行方式下的枝状供热管网管径优化设计方法

本文提出了1种适用于变流量运行方式下的枝状供热管网的管径优化设计方法,该方法建立了以管网全寿命周期内的总费用最小为目标函数的优化数学模型,并给出了最佳设计负荷或流量的确定方法。实例验算结果表明,采用该方法进行管网管径优化设计的管网总费用比先前设计管网的总费用节省5.6%,相对于原工程设计管网的总费用节省12.2%。     

基于Kriging法的土性参数估计

讨论了土参数(qc)随机特征，并用半变异函数的球状模型来模拟土参数竖向及水平向的变异特征。基于地质统计学方法，采用随机搜索原理建立估值样本空间，进而用优化解法求解土参数估计的目标函数。本文提出的二维土参数估计方法中考虑了竖向变异特性，用相关距离内的局部均值来代替“点”值，因而更能反映土参数的空间平均特性。本方法适用于岩土工程决策系统中土性参数估计和场地特征的描述。     

住宅小区电气设计中的若干问题

文章分别就“如何快速确定小区整体负荷”和“如何优化配电系统”两大问题进行阐述。前半部分主要是对负荷计算的两种方法和电容补偿量计算公式进行整理，点出在这些看似简单的计算中容易忽略的问题；后半部分则是结合作者的实际设计经验，提出“经验公式法”、“整合配电回路”等合理化建议。     

空间桁架多目标优化方法的比较研究

利用数值结果比较研究了包括加权法、目标规划法、θ-约束法和修正的游戏理论在内的几种多目标优化方法。探讨空间桁架多目标优化设计时各个目标函数的冲突性。采用一个评价函数来评判这些多目标优化方法得到的结果的优劣。修正的游戏理论和目标规划法给出的结果可以认为是在设计目标有冲突时适度平衡的最佳折衷方案。     

仿生六足机器人单腿液压缸铰点位置优化设计

针对仿生六足机器人腿部液压缸铰点位置的寻优问题，本文以腿部液压缸安装空间及其受力作为目标函数，通过正交试验得到了大小腿液压缸铰点之间的相对长度，初步确定液压缸铰点的位置，并采用极差分析法确定了液压缸受力作为后续优化的主导因素。建立以大小腿液压缸受力总和为目标函数，通过遗传算法及fmincon函数进行进一步优化，得到了大小腿液压缸的最优铰点位置，其受力总和减小到3.28kN。铰点的优化设计延长了腿部结构的寿命，为后续设计奠定了基础。     

基于PVsyst和Simulink的建筑主动配电系统光伏仿真设计

设计建筑主动配电系统一般需要先建立“源、网、荷、储”各系统模型，再对其进行仿真模拟，最终实现优化控制。光伏系统是建筑主动配电系统中“源”的重要组成部分，根据光伏电池的数学模型，在PVsyst和Simulink仿真平台中建立基于扰动观察法最大功率点跟踪（MPPT）的建筑主动配电系统光伏仿真模型，最后用实际工程案例进行验证。     

地震荷载作用下框架结构的优化设计

将多目标和多级优化设计理论应用于框架结构的设计中，把整个优化过程分为系统优化和单元优化，以结构的应变能最大和结构造价最低两个目标函数为优化目标进行优化设计，按照现行的相关规范建立数学模型，并通过钢框架结构的计算实例结果表明提出的理论和计算方法是合理的。     

遗传算法在桥梁预应力混凝土管桩承载力可靠度计算上的应用

在优化问题中,对于高度非线性的目标函数,遗传算法能够有效求出极值点。根据遗传算法原理和可靠度指标的几何涵义,提出了计算可靠度指标全局优化算法。采用无量纲随机变量的极限状态方程,结合混凝土管桩试桩资料进行了统计学分析和可靠度分析。采用了JC法和遗传算法两种方法进行可靠度指标的计算。在求解过程中,对于功能函数的复杂性,遗传算法仅需要目标函数的函数值而避免了JC法中繁复的求导数工作,计算表明了提出的方法进行可靠度分析的有效性。     

浅谈工程结构优化设计

对结构优化设计进行了介绍,从设计变量的选择、目标函数的建立和约束条件的形成三个方面探讨了结构优化的数学模型,详细阐述了工程结构设计的优化方法,结合工程实际进行优化设计并提出了建议,以促进结构优化设计的发展。     

一种三相不平衡配网系统中配置调压器和电容补偿器的概率方法

配电系统中广泛使用电容器和串联调压器,以提高电力系统的稳定性。这些设备的优化配置,可以用一个综合的非线性约束优化问题来表示。在确定性情况下,该问题经常使用遗传算法来解决。然而,配电系统本质上是不确定的,导致了不准确的,并在某些条件下是保守的确定解。提出了一种新的基于微型遗传算法的概率方法来解决配置问题。对基于概率优化模型的线性约束和点估计法的两种技术进行测试和比较,以减少计算方面的工作,并将推荐的方法在IEEE 34节点不平衡配电系统中进行了测试。     

浅析热电联产的多目标规划问题

本文指出了目前在构造热电联产系统的目标函数模型方面存在的问题和不足,提出了热电联产方案的多目标优化规化问题,并给出了定量处理方法。