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本文主要针对约束优化问题,编写了改进的遗传算法程序,构造了新的罚函数——模糊动态罚函数,嵌入遗传算法,通过结构优化算例和算法对比,表明新的罚函数是可行有效的。本文研究的目的在于求得满足规范要求、造价最低或重量最轻的结构最优解,这对于节约材料、降低工程造价、减少成本具有重要意义。本文主要工作如下:
1、融合模糊数学中隶属函数的思想,在罚函数构造上实行先对约束范围模糊放大,然后随进化过程不断加大惩罚的策略,先后提出离散型和连续型两种模糊动态罚函数,力求在信息保留与选择压力之间维持平衡,避免惩罚不够或过度惩罚,使遗传算法能够更有效地处理边界约束条件,以实现满足规范要求的设计方案。
2、编写了改进的遗传算法程序,主要采用:联赛选择方法;二进制单点交叉、浮点编码算术交叉;二进制单点变异、浮点编码非一致变异。编码方案有二进制连续变量编码、二进制离散变量编码、浮点数编码等,其中二进制编码中不同变量采用不同串长,可相对提高精度。
3、将模糊动态罚函数遗传算法应用于约束函数优化和离散变量结构优化设计。在若干类型的结构优化中均获得成功,表明本文提出的罚函数对约束优化问题求解是可行有效的。