發(fā)布時(shí)間：2017-10-19 20:45

  本文關(guān)鍵詞：基于二次外罰函數(shù)和Kriging模型的目標(biāo)級(jí)聯(lián)方法研究

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【摘要】：復(fù)雜工程產(chǎn)品設(shè)計(jì)通常涉及多個(gè)學(xué)科,且學(xué)科之間耦合度高,存在著計(jì)算復(fù)雜性和組織復(fù)雜性問題,在這種實(shí)際應(yīng)用背景下,多學(xué)科設(shè)計(jì)優(yōu)化(MDO)應(yīng)運(yùn)而生。MDO是將復(fù)雜工程產(chǎn)品的設(shè)計(jì)優(yōu)化問題分解為多個(gè)較易解決的子問題,并采用協(xié)調(diào)策略對(duì)分解后的問題進(jìn)行協(xié)調(diào)求解,通過分解解耦-協(xié)調(diào)來完成對(duì)原問題的設(shè)計(jì)優(yōu)化。MDO方法(通常也稱為MDO策略)就是通過對(duì)問題的分解解耦和協(xié)調(diào)來完成設(shè)計(jì)優(yōu)化。近年來,眾多的MDO方法被提出并應(yīng)用于工程實(shí)踐中。其中,目標(biāo)級(jí)聯(lián)(ATC)方法是一種比較新的基于分解協(xié)調(diào)技術(shù)的MDO方法。本文針對(duì)目前ATC方法中的協(xié)調(diào)策略所存在的協(xié)調(diào)過程復(fù)雜、計(jì)算量大等問題,提出了一種協(xié)調(diào)策略-基于二次外罰函數(shù)的協(xié)調(diào)策略(QEPF)。同時(shí),由于近似模型能夠?qū)?fù)雜、隱式未知的函數(shù)關(guān)系或計(jì)算量大的仿真分析進(jìn)行簡(jiǎn)化替代,可以極大地降低求解問題的計(jì)算量,它在多學(xué)科設(shè)計(jì)優(yōu)化中得到了有效而廣泛的應(yīng)用。本文將近似模型引入到其中,以提高求解效率,降低計(jì)算量。本文的主要工作如下： 首先,提出了基于二次外罰函數(shù)的ATC方法。在分析對(duì)比了四種MDO方法的基礎(chǔ)上,深入研究了綜合性能較好的目標(biāo)級(jí)聯(lián)方法。針對(duì)目前存在的ATC方法的協(xié)調(diào)策略所存在的計(jì)算量大等問題,提出了基于二次外罰函數(shù)的協(xié)調(diào)策略,該策略的協(xié)調(diào)流程較簡(jiǎn)單,彌補(bǔ)了已有策略計(jì)算量大的不足。通過幾何規(guī)劃的數(shù)學(xué)算例驗(yàn)證ATC-QEPF方法可用性和有效性。 其次,將近似模型技術(shù)引入ATC-QEPF方法中,并在總結(jié)分析已有近似模型的基礎(chǔ)上,選擇綜合性能較佳的Kriging模型,提出了基于Kriging模型的ATC-QEPF方法。該方法避免了在設(shè)計(jì)優(yōu)化的迭代過程中調(diào)用計(jì)算量大的仿真模型,同時(shí)又避免了數(shù)值噪聲的影響。并通過齒輪減速箱的工程算例驗(yàn)證了該方法,證明了KATC-QEPF方法在保證了計(jì)算精度的前提下,大大降低了計(jì)算量,提高問題的設(shè)計(jì)優(yōu)化效率。 最后,在前面研究成果的基礎(chǔ)上,將所提出的KATC-QEPF方法應(yīng)用于某飛行器的概念設(shè)計(jì)優(yōu)化中,設(shè)計(jì)結(jié)果說明了采用本文所提出的方法進(jìn)行飛行器的總體設(shè)計(jì)能夠獲得比較理想的設(shè)計(jì)效果,同時(shí)證明了KATC-QEPF方法是一種高效可行的MDO方法,能夠快速準(zhǔn)確地對(duì)復(fù)雜工程產(chǎn)品進(jìn)行多學(xué)科設(shè)計(jì)優(yōu)化。
【關(guān)鍵詞】：多學(xué)科設(shè)計(jì)優(yōu)化 目標(biāo)級(jí)聯(lián)方法 協(xié)調(diào)策略 二次外罰函數(shù) Kriging模型
【學(xué)位授予單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號(hào)】：TH122
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-7
• 縮略詞說明7-10
• 1 緒論10-20
• 1.1 課題來源及研究目的10
• 1.2 研究背景及意義10-12
• 1.3 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-17
• 1.4 本文主要工作與結(jié)構(gòu)17-20
• 2 基于二次外罰函數(shù)的ATC方法研究20-35
• 2.1 引言20
• 2.2 MDO方法的對(duì)比分析20-25
• 2.3 基于二次外罰函數(shù)的ATC方法25-31
• 2.4 算例測(cè)試31-34
• 2.5 本章小結(jié)34-35
• 3 基于Kriging模型的ATC-QEPF方法研究35-50
• 3.1 引言35
• 3.2 多學(xué)科設(shè)計(jì)優(yōu)化中常見近似模型的研究35-40
• 3.3 基于Kriging模型的ATC-QEPF方法40-41
• 3.4 算例測(cè)試41-49
• 3.5 本章小結(jié)49-50
• 4 KATC-QEPF方法的工程應(yīng)用50-61
• 4.1 引言50
• 4.2 飛行器問題描述50-54
• 4.3 KATC-QEPF方法的應(yīng)用54-60
• 4.4 本章小結(jié)60-61
• 5 總結(jié)與展望61-63
• 5.1 全文總結(jié)61-62
• 5.2 研究展望62-63
• 致謝63-64
• 參考文獻(xiàn)64-71
• 附錄1 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文目錄71

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 馬鐵林;馬東立;張朔;;一種氣動(dòng)結(jié)構(gòu)一體化設(shè)計(jì)方法[J];北京航空航天大學(xué)學(xué)報(bào);2009年11期

2 陳偉;楊樹興;趙良玉;;BLISS方法的基本理論及應(yīng)用[J];彈箭與制導(dǎo)學(xué)報(bào);2007年05期

3 周浩;陳萬春;殷興良;;飛行器BLISS分布式平臺(tái)的研究與實(shí)現(xiàn)[J];飛行力學(xué);2006年04期

4 歐陽(yáng)琦;陳小前;黃奕勇;;鄰域加強(qiáng)的并行子空間優(yōu)化過程[J];國(guó)防科技大學(xué)學(xué)報(bào);2011年05期

5 何郁波;馬昌鳳;田亞娟;;非線性互補(bǔ)問題的罰函數(shù)法[J];桂林電子工業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào);2005年06期

6 韓永志;高行山;李立州;岳珠峰;;基于Kriging模型的渦輪葉片多學(xué)科設(shè)計(jì)優(yōu)化[J];航空動(dòng)力學(xué)報(bào);2007年07期

7 姚雯;陳小前;楊維維;羅文彩;;基于加速響應(yīng)面逼近的改進(jìn)CSSO優(yōu)化過程研究[J];航空計(jì)算技術(shù);2006年06期

8 王曉鋒,席光;基于Kriging模型的翼型氣動(dòng)性能優(yōu)化設(shè)計(jì)[J];航空學(xué)報(bào);2005年05期

9 張科施;韓忠華;李為吉;李響;;基于近似技術(shù)的高亞聲速運(yùn)輸機(jī)機(jī)翼氣動(dòng)/結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)[J];航空學(xué)報(bào);2006年05期

10 白小濤;李為吉;;基于近似技術(shù)的協(xié)同優(yōu)化方法在機(jī)翼設(shè)計(jì)優(yōu)化中的應(yīng)用[J];航空學(xué)報(bào);2006年05期

中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前2條

1 趙勇;衛(wèi)星總體多學(xué)科設(shè)計(jì)優(yōu)化理論與應(yīng)用研究[D];國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué);2006年

2 褚學(xué)征;復(fù)雜產(chǎn)品設(shè)計(jì)空間探索與協(xié)調(diào)分解方法研究[D];華中科技大學(xué);2010年

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本文編號(hào)：1063244