基于元模型的全局優(yōu)化算法研究
發(fā)布時(shí)間:2021-04-03 02:32
現(xiàn)代機(jī)電產(chǎn)品日趨復(fù)雜,對(duì)其進(jìn)行仿真分析需要耗費(fèi)越來越多的計(jì)算資源。盡管計(jì)算機(jī)技術(shù)日新月異,計(jì)算速度越來越快,但仍不能滿足工業(yè)界對(duì)仿真分析的需求。有報(bào)道稱,對(duì)汽車碰撞模型進(jìn)行一次仿真分大致需要36-160小時(shí),要實(shí)現(xiàn)該模型的兩個(gè)變量的設(shè)計(jì)優(yōu)化則需要75天到11個(gè)月,這在實(shí)際工程應(yīng)用中是不可接受的。為應(yīng)對(duì)巨大的挑戰(zhàn),在過去的20年中,元模型方法應(yīng)運(yùn)而生并在工業(yè)界得到了普遍應(yīng)用,該方法能夠在不影響仿真目標(biāo)模型精度的情況下減少優(yōu)化迭代的仿真次數(shù),從而減少對(duì)計(jì)算資源的消耗。元模型方法是指利用實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)所產(chǎn)生的采樣點(diǎn)構(gòu)造近似簡(jiǎn)化模型代替復(fù)雜昂貴的仿真目標(biāo)模型進(jìn)行優(yōu)化分析的優(yōu)化方法,基于元模型的全局優(yōu)化則是在元模型方法基礎(chǔ)上利用全局優(yōu)化算法搜索最優(yōu)點(diǎn),涉及到實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法、元模型方法、全局優(yōu)化算法等方面的研究。本文圍繞自適應(yīng)序列采樣方法、DIRECT全局優(yōu)化算法、增量元模型方法以及Pareto多目標(biāo)優(yōu)化方法開展了進(jìn)一步的研究,具體包括以下幾個(gè)方面:1)基于RBF元模型的自適應(yīng)序列采樣方法。由于很難確定合適的采樣點(diǎn)數(shù)量,一次采樣構(gòu)造一個(gè)元模型通常是不合理的。自適應(yīng)序列采樣通過逐次增加采樣并使其盡量分布于最...
【文章來源】:華中科技大學(xué)湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:129 頁
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【部分圖文】:
全因子/部分因子試驗(yàn)設(shè)計(jì)點(diǎn)分布
x1x1 (a)二因子情形 (b) 三因子情形 圖 2.4 中心復(fù)合實(shí)驗(yàn)說明圖 復(fù)合試驗(yàn)設(shè)計(jì)可用于二次多項(xiàng)式元模型的采點(diǎn),適合 2-6 個(gè)因素試的采樣點(diǎn)包括中心點(diǎn)、立方點(diǎn)和軸向點(diǎn),其中心點(diǎn)在原點(diǎn),而立方點(diǎn)置則因 CCD 的類型不同而改變。 一般有三種邊緣布點(diǎn)方式[54]:外接式、內(nèi)切式、表面式。 接式:除中心點(diǎn)外,立方點(diǎn)和軸向點(diǎn)位于邊長(zhǎng)為 1 的超立方體的外接圖 2.5(a)所示的為 2 因素 CCD 的外接式采樣點(diǎn)分布;圖 2.5(b)所示素 CCD 外接式采樣點(diǎn)分布圖。
(a) 二因素情形 (b) 三因素情形 圖 2.6 內(nèi)切式 CCD 試驗(yàn)設(shè)計(jì)點(diǎn)分布 表面式:除中心點(diǎn)外,立方點(diǎn)和軸向點(diǎn)位于邊長(zhǎng)為 1 的超立方體表面上圖 2.7(a)所示的為 2 因素 CCD 的表面式采樣點(diǎn)分布;2.7(b)所示的是 3CCD 表面式采樣點(diǎn)分布圖。 (a) 二因素情形 (b) 三因素情形 圖 2.7 表面式 CCD 試驗(yàn)設(shè)計(jì)點(diǎn)分布 提到,CCD 是從全因子和部分因子試驗(yàn)發(fā)展來的,因此它又分為全因子子 CCD,上述圖中所示的均為全因子 CCD 的試驗(yàn)設(shè)計(jì)結(jié)果。
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]Kriging模型的增量構(gòu)造及其在全局優(yōu)化中的應(yīng)用[J]. 鄒林君,吳義忠,毛虎平. 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與圖形學(xué)學(xué)報(bào). 2011(04)
本文編號(hào):3116440
【文章來源】:華中科技大學(xué)湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:129 頁
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【部分圖文】:
全因子/部分因子試驗(yàn)設(shè)計(jì)點(diǎn)分布
x1x1 (a)二因子情形 (b) 三因子情形 圖 2.4 中心復(fù)合實(shí)驗(yàn)說明圖 復(fù)合試驗(yàn)設(shè)計(jì)可用于二次多項(xiàng)式元模型的采點(diǎn),適合 2-6 個(gè)因素試的采樣點(diǎn)包括中心點(diǎn)、立方點(diǎn)和軸向點(diǎn),其中心點(diǎn)在原點(diǎn),而立方點(diǎn)置則因 CCD 的類型不同而改變。 一般有三種邊緣布點(diǎn)方式[54]:外接式、內(nèi)切式、表面式。 接式:除中心點(diǎn)外,立方點(diǎn)和軸向點(diǎn)位于邊長(zhǎng)為 1 的超立方體的外接圖 2.5(a)所示的為 2 因素 CCD 的外接式采樣點(diǎn)分布;圖 2.5(b)所示素 CCD 外接式采樣點(diǎn)分布圖。
(a) 二因素情形 (b) 三因素情形 圖 2.6 內(nèi)切式 CCD 試驗(yàn)設(shè)計(jì)點(diǎn)分布 表面式:除中心點(diǎn)外,立方點(diǎn)和軸向點(diǎn)位于邊長(zhǎng)為 1 的超立方體表面上圖 2.7(a)所示的為 2 因素 CCD 的表面式采樣點(diǎn)分布;2.7(b)所示的是 3CCD 表面式采樣點(diǎn)分布圖。 (a) 二因素情形 (b) 三因素情形 圖 2.7 表面式 CCD 試驗(yàn)設(shè)計(jì)點(diǎn)分布 提到,CCD 是從全因子和部分因子試驗(yàn)發(fā)展來的,因此它又分為全因子子 CCD,上述圖中所示的均為全因子 CCD 的試驗(yàn)設(shè)計(jì)結(jié)果。
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]Kriging模型的增量構(gòu)造及其在全局優(yōu)化中的應(yīng)用[J]. 鄒林君,吳義忠,毛虎平. 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與圖形學(xué)學(xué)報(bào). 2011(04)
本文編號(hào):3116440
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