基于壓縮采樣的復(fù)雜產(chǎn)品仿真優(yōu)化響應(yīng)面構(gòu)造方法研究
本文關(guān)鍵詞:基于壓縮采樣的復(fù)雜產(chǎn)品仿真優(yōu)化響應(yīng)面構(gòu)造方法研究,由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
【摘要】:響應(yīng)面方法與傳統(tǒng)仿真優(yōu)化方法相比具有仿真次數(shù)較少、尋優(yōu)效率高的特點(diǎn),因此被廣泛運(yùn)用到工程設(shè)計(jì)當(dāng)中。復(fù)雜產(chǎn)品如飛機(jī)、汽車、高端數(shù)控機(jī)床等,仿真模型常常呈多學(xué)科、非線性等顯著特征,且仿真優(yōu)化響應(yīng)面往往復(fù)雜多變;現(xiàn)有的響應(yīng)面方法仍需較多的仿真調(diào)用,且難以準(zhǔn)確穩(wěn)定地收斂到最優(yōu)點(diǎn)。 鑒于壓縮采樣可通過(guò)少量采樣數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)高維信號(hào)的精確穩(wěn)定重建,為實(shí)現(xiàn)高效精確地仿真優(yōu)化,本文提出了基于壓縮采樣的復(fù)雜產(chǎn)品仿真優(yōu)化響應(yīng)面構(gòu)造方法,重點(diǎn)研究以下幾個(gè)方面內(nèi)容: 1)響應(yīng)面的稀疏表達(dá)。通過(guò)分析比較現(xiàn)有響應(yīng)面模型的固有分布特征與圖像信號(hào)處理的正交稀疏表示方法,提出了勒讓德正交多項(xiàng)式的響應(yīng)面稀疏表達(dá)方法,以減少仿真優(yōu)化所需采樣點(diǎn)數(shù)量,提高仿真優(yōu)化效率。 2)響應(yīng)面的壓縮采樣。在勒讓德正交多項(xiàng)式稀疏表達(dá)的基礎(chǔ)上,結(jié)合最小相關(guān)性準(zhǔn)則,提出了響應(yīng)面超拉丁立方壓縮采樣方法,通過(guò)迭代,優(yōu)化確定觀測(cè)矩陣,以實(shí)現(xiàn)響應(yīng)面的穩(wěn)定重構(gòu)。 3)稀疏度未知的響應(yīng)面1范數(shù)求解算法。針對(duì)仿真優(yōu)化響應(yīng)面復(fù)雜多變,且稀疏度未知,提出了1范數(shù)的響應(yīng)面重構(gòu)算法,充分利用1范數(shù)求解凸優(yōu)化問(wèn)題具有稀疏性的特點(diǎn),自適應(yīng)確定響應(yīng)面的稀疏度,并實(shí)現(xiàn)了響應(yīng)面的精確重構(gòu)。 4)提出了基于壓縮采樣的響應(yīng)面仿真優(yōu)化方法,在精確重構(gòu)響應(yīng)面上,利用細(xì)分矩陣方法準(zhǔn)確穩(wěn)定得到最優(yōu)設(shè)計(jì)點(diǎn)。數(shù)值實(shí)驗(yàn)表明:當(dāng)響應(yīng)面可壓縮時(shí),該方法與現(xiàn)有響應(yīng)面方法相比仿真次數(shù)少,尋優(yōu)結(jié)果精確穩(wěn)定。 最后,本文在Matlab中實(shí)現(xiàn)了上述方法與算法,,并運(yùn)用到ICF間接驅(qū)動(dòng)輻射對(duì)稱性分析的工程實(shí)例當(dāng)中,與兼顧效率與尋優(yōu)精度的混合自適應(yīng)響應(yīng)面方法相比,仿真計(jì)算次數(shù)有所減少,且尋優(yōu)結(jié)果更為準(zhǔn)確穩(wěn)定。
【關(guān)鍵詞】:復(fù)雜產(chǎn)品 仿真優(yōu)化 響應(yīng)面 壓縮采樣
【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】:2014
【分類號(hào)】:TH122;TP391.9
【目錄】:
- 摘要4-5
- Abstract5-7
- 目錄7-9
- 1 緒論9-16
- 1.1 研究目的及意義9-11
- 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-15
- 1.3 全文結(jié)構(gòu)安排和內(nèi)容概要15-16
- 2 響應(yīng)面的稀疏表達(dá)16-35
- 2.1 響應(yīng)面的離散稀疏表達(dá)16-25
- 2.2 響應(yīng)面的連續(xù)稀疏表達(dá)25-34
- 2.3 本章小結(jié)34-35
- 3 響應(yīng)面的壓縮采樣35-41
- 3.1 約束等距性條件35-36
- 3.2 滿足 RIP 的壓縮采樣方法36-38
- 3.3 采樣方法比較38-40
- 3.4 本章小結(jié)40-41
- 4 稀疏響應(yīng)面的精確穩(wěn)定重建41-48
- 4.1 l_1范數(shù)重建方法42-44
- 4.2 稀疏度自適應(yīng)的l_1范數(shù)重建方法44-47
- 4.3 本章小結(jié)47-48
- 5 基于細(xì)分矩陣的壓縮采樣響應(yīng)面優(yōu)化方法及實(shí)驗(yàn)結(jié)果48-59
- 5.1 基于細(xì)分矩陣的壓縮采樣響應(yīng)面優(yōu)化方法48-50
- 5.2 實(shí)驗(yàn)條件及衡量標(biāo)準(zhǔn)50-51
- 5.3 測(cè)試函數(shù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果51-55
- 5.4 實(shí)際案例分析55-58
- 5.5 本章小結(jié)58-59
- 6 總結(jié)與展望59-61
- 6.1 全文總結(jié)59
- 6.2 展望59-61
- 致謝61-62
- 參考文獻(xiàn)62-65
- 附錄 攻碩期間發(fā)表論文目錄65
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