目标规划法在结构多目标优化设计中的应用.pdf.pdf

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第��卷第�期�����������������������������������������������】.����.��
【基础·应用】�
目标规划法在结构多目标优化设计中的应用�
赵雁�贾小刚�
�武警工程学院装备运输系,陕西西安��������
【摘要】采用目标规划法对某实际工程结构的结构重量和翼梢位移进行了结构多目标优化设计。通�
过分析该工程结构的有限元模型,建立了其结构多目标优化的目标规划模型,并在给定栽荷下利用拟合搜索�
策略对该模型进行了优化计算,得到了最满意结构尺寸。证明了目标规划法在实际工程结构多目标优化设�
计中应用的有效性。�
【关键词】�目标规划法;结构;多目标优化�
前言�
实际工程结构优化问题中往往包含多个互相矛盾的择优目标。一个工程结构系统的性能取决于许多各�
不相同而且常常是相互冲突的因素,这些因素对设计变量的影响或要求也往往是相互矛盾的,如:要使一个�
桥梁跨度的重量和位移都尽可能小;一个桁架结构的重量和造价尽可能小、可靠性尽可能高等。因此,在对�
这些系统的优化问题中考虑多个目标函数显得越来越重要。此类问题往往比较复杂,致使设计者很难确定�
哪个设计更好。针对这一类问题,合适的多目标优化算法是不错的选择。����
目前,国内外对多目标优化设计理论与算法的研究已经比较成熟,目标规划法就是其中一种优秀的算�
法。它集目标点法、加权法、优先级法三者的特点于一身,可以充分而有效地将设计者的偏好在模型中表现�
出来,并对最终偏好解产生巨大影响,是解决多目标优化问题的重要方法。而且随问题性质的不同,目标规�
划法模型还有多种不同的变形。���
虽然多目标理论与算法比较成熟,但是如同其他大多数优化算法一样,对于某类复杂的实际工程问题,�
这些算法的有效性尚待验证。本文采用目标规划法针对某实际工程结构进行了多目标优化设计,以验证其�
有效性。优化目标分别为:结构重量和翼梢位移。�
��目标规划法概述�
目标规划法首先为每个目标函数规定一个目标值,算法求出与各目标值最接近的解作为多目标优化的�
偏好解。为度量偏好解对目标值的过量与不足,目标规划法引入偏差变量:�,�,这些变量按设计者的偏�
好构成某种形式的实现函数,一般是各偏差变量的加权和。其次,算法通过将目标函数分为若干优先级,��,�
��,⋯;且��》��,��》��⋯,即第一优先级的重要度比第二优先级大得多,或者说偏好解第一级偏差变量的�
加权和应比第二级小得多;依此类推。同一优先级内各偏差变量的权数是表示各目标之间的细微差别,它们�
是设计者影响最终偏好解的第三个途径。��卜����
目标规划法的数学模型为:�
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第一作者:赵雁�����.��一�,女,河南镇平人,武警工程学院装备运输系装备技术教研室副教授。�
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