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蚁群算法在桁架结构设计中的应用研究

作　者: 杨仲坡
导　师: 辛立民
学　校: 安徽理工大学
专　业: 结构工程
关键词: 蚁群算法结构优化数学模型控制参数离散变量桁架结构
分类号: TP301.6
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 34次
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内容摘要

在广泛阅读文献的基础上,本文对蚁群算法及其在结构优化设计应用中的相关内容进行了分析与综合,对结构优化设计的基本概念、主要内容和特点及其理论发展现状进行了分析总结；在此基础上,进一步深入研究了蚁群算法的基本理论、基本结构、优化设计中的算法设计问题和算例设计方法。本论文所做具体工作有如下几点：1.在广泛阅读文献的基础上,对结构优化设计的基本概念、内容、特点进行了介绍,同时介绍了用于结构优化的常见寻优算法和国内外有关蚁群算法应用于结构优化设计的研究现状及发展趋势。2.较为详细的介绍了近年来得到广泛重视的一种拟生物进化算法——蚁群算法,分析了蚁群算法的基本结构和主要特点,深入研究了蚁群算法用于结构优化设计时的算法设计和算例设计的内容,对蚁群算法应用于结构优化设计时的数学模型、约束条件处理以及蚁群算法控制参数的选择作了概要的分析和研究。3.本文针对结构优化问题的特殊性和要求,改编并调试了基于简单蚁群算法的结构优化设计程序,且用于解决离散变量的桁架结构优化设计。4.最后,本文通过建立以重量最小为目标的桁架结构的数学模型,提出了基于本文改进蚁群算法的应用步骤,并编制了相应的蚁群算法结构优化程序。本文提出的对桁架结构设计的优化方法不仅适于解决桁架结构问题,而且对其它结构形式的建筑结构设计的科学优化也有一定的参考价值。图23表5参62

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-12
1 绪论  12-21
  1.1 本文研究的课题和意义  12-13
    1.1.1 课题背景  12-13
    1.1.2 课题研究的目的  13
  1.2 优化算法和结构优化设计的发展状况  13-15
  1.3 蚁群算法的发展和现状  15-19
  1.4 本文所做的主要工作  19-21
2 结构的优化设计  21-29
  2.1 传统优化设计方法的分类  21
  2.2 结构优化设计的模型和特点  21-25
    2.2.1 结构优化设计的基本概念和数学模型  21-23
    2.2.2 结构优化问题的特点  23-25
  2.3 结构优化设计理论  25-29
    2.3.1 传统优化方法和现代优化算法  25-26
    2.3.2 传统结构优化设计理论简介  26-28
    2.3.3 现代结构智能优化设计理论简介  28-29
3 基本蚁群算法的原理及其改进  29-48
  3.1 引言  29
  3.2 基本蚁群算法介绍  29-32
    3.2.1 蚁群算法的基本原理和概念  29-31
    3.2.2 基本蚁群算的的原理  31-32
  3.3 基本蚁群算法的系统学特征  32-35
    3.3.1 基本蚁群算法是一个系统  32-33
    3.3.2 分布式计算  33-34
    3.3.3 自组织  34
    3.3.4 正反馈  34-35
  3.4 基本蚁群算法的数学模型  35-37
  3.5 基本蚁群算法的实现步骤  37
  3.6 基本蚁群算法的程序结构流程  37-38
  3.7 基本蚁群算法参数最优选择原则  38-44
  3.8 改进的蚁群算法  44-46
    3.8.1 蚁群算法优点与不足  44-45
    3.8.2 状态转移规则  45
    3.8.3 信息量更新  45-46
    3.8.4 仿真算例  46
  3.9 本章小结  46-48
4 蚁群算法的结构优化设计程序与算例分析  48-57
  4.1 离散变量的特点  48-49
  4.2 优化原理  49-50
  4.3 优化算法实例  50-54
  4.4 本章小结  54-57
5 结论与展望  57-59
  5.1 结论  57
  5.2 展望  57-59
参考文献  59-63
致谢  63-64
作者简介及读研期间主要科研成果  64

蚁群算法在桁架结构设计中的应用研究

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