改進遺傳算法及其在結(jié)構(gòu)工程優(yōu)化中的應(yīng)用研究.pdf

1、遺傳算法是近年來在計算機科學(xué)領(lǐng)域和優(yōu)化領(lǐng)域中受到廣泛關(guān)注的一種擬生物進化理論的仿生學(xué)算法。在廣泛閱讀文獻和調(diào)研的基礎(chǔ)上，本文對遺傳算法及其在結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計應(yīng)用中的相關(guān)內(nèi)容進行了分析與綜合，對結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計的基本概念、主要內(nèi)容和特點及其理論發(fā)展現(xiàn)狀進行了分析總結(jié)；在此基礎(chǔ)上，進一步深入研究了遺傳算法的基本理論，基本結(jié)構(gòu)、優(yōu)化設(shè)計中的算法設(shè)計問題和算子設(shè)計方法。本論文所做具體工作有如下幾點： 1.改編并調(diào)試了基于簡單遺傳算法的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)

2、計程序，通過離散變量的桁架結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計實例驗證該程序的可行性和高效性。 2.針對簡單遺傳算法收斂速度慢、易陷入局部極小點(即早熟)等缺點，提出了相應(yīng)的改進措施：(1)采用了小生境技術(shù)的遺傳算法，對二進制編碼的交叉進行了改進；(2)借助生物界中個體壽命一般比較長的思想，提出了競爭最優(yōu)保留策略。實例表明，經(jīng)本文改進的遺傳算法不論是對于連續(xù)或離散的、線性或非線性的、有約束或無約束的等函數(shù)優(yōu)化問題都表現(xiàn)出較強的適應(yīng)性和穩(wěn)定性。

3、3.基于改進的遺傳算法，建立以重量最小為目標(biāo)的桁架結(jié)構(gòu)的數(shù)學(xué)模型，編制了結(jié)構(gòu)優(yōu)化程序。算例分析表明，改進遺傳算法確實提高了遺傳算法在應(yīng)用于結(jié)構(gòu)優(yōu)化方面的收斂性和計算速度。 4.將改進遺傳算法應(yīng)用于鋼筋混凝土空腹桁架結(jié)構(gòu)的優(yōu)化問題，建立了以空腹桁架橫梁與立柱最經(jīng)濟為目標(biāo)的優(yōu)化數(shù)學(xué)模型，進行優(yōu)化計算并將計算結(jié)果與工程實際采用值進行了對比分析。結(jié)果表明：本文優(yōu)化計算結(jié)果與工程實際采用值吻合，用改進遺傳算法對鋼筋混凝土空腹桁架結(jié)構(gòu)進行優(yōu)