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第卷第期计算机仿真
文章编号:———
耦合系统协同进化多学科设计优化算法研究
邢永刚,唐硕
西北工大学航天学院,陕晤西安
摘要:针对耦合系统的优化问题,为提高系统的自适应性,提了协同进化多学科设计优化算法。算法受生态系统内牛活在
同一地域物种问既有竞争义有合作的协同进化关系的启发,将同进化算法的分解与作思想和方法的分解与同
思想椰结合,在域值分解的基础上将复杂耦合系统分解成学科问柑对独立并保持自治的多学科系统。隐含迭代策略协调学
科问耦合约束的一敛忡。建立了多个优化过程模型。并提出的算法应用丁多学科耦合系统进行测试,优化结果与、
和三种单级优化疗法的优化结果进行比较,显示有较强的搜索能力以及较怏的收敛速度和适应性。
关键词:耦合系统;协同进化算法;竞争与合作;多学科设计优化
中图分类号:;. 文献标识码:


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世纪年代.—提出了多学科设
引言计优化,方法,也
耦合系统于子系统或学科问存住强的梢合作用, 此称作多学科设计优化算法。它是允分考虑并利用系统学科
如何进行耦合系统的分觯和子系统或学科的协同是进行问相互作用的协¨机制对复杂【程系统进行优化设计的一
耦合系统优化的重点和难点。种方法沦⋯。然而传统的方法,无论是单级优化方
传统的串行没计方法人为地割裂影响系统性能的
法、和,还是多级优化方法和
素, 能充分利朋学科之相互影响所产生的协同效应进行
等,其中大部分方法足基于传统数学规划基础的策
系统的设计优化,这样板有口丁能失去系统整体最优解,显然
略,只能处连续变量问题,不能很好的处卯具有离散、整数
传统的设计方法已不能适应于复杂耦合系统的优化问题。
设计变量、多目标优化或非凸设计空问问题, 此在工程应
用上具有一定局限性。
收稿日期:——修同日期:~—
本文提出的同进化多学科设计优化
. . . ——..——
, 算法图所示的三学科耦合系统题刚数学规划的形
足一种新的多学科设计优化方法。它是受生态系统中生活式表示为:
在同一地域物种间既有竞争又有合作的协同进化关系的肩置:: , ,,, ,, ,
发,将协同进化算法的分解与协作思想和方法的分解
协同思想相结合,在域值分解钊的基础上将复杂耦合系
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统分解成学科问相对独并保持自治的多学科系统,采用隐
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含迭代策略来协调学科问耦合一致性约束。将耦合系统
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的一个学科作为物种的一个种群来建模,学科物种只是系统
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的部分解,学科物种内部采用进化算法,个体间是竞争关系;
其中是第学科的状态变最向量:,,;。
学科物种种群个体间相互合作形成系统的完整解,个体问是
在方法中,系统的分解是通过将共享设计变量分
合作关系;学科物种种群与完整解种群个体问是竞争关系。
解成不相交集来实现的。优化前,摹于正交试验,计算共
这样多个物种种群形成一个种群问既有协作、又有竞争的多
享变鼍关于学科日标函数的影响程度,依据影响程度将它们
种群自适应协同进化