基于混沌遗传算法的桥式起重机主梁优化设计研究

摘要

桥式起重机广泛地应用在国民经济建设的各个领域,产品已经基本形成了通用化和系列化的格局。传统的桥式起重机设计方法,具有自重较大、材料浪费等问题,寻求一种优化设计方法,合理、有效的解决以上问题,提高设计效率,对于整个起重机行业的发展具有积极意义,对桥式起重机关键部件-主梁进行结构优化设计就显得尤为必要。
　　鉴于标准遗传算法在解决工程优化问题存在的一些问题,本文在分析其算法特点的基础上,针对标准遗传算法容易陷入局部最优解,造成未成熟收敛和后期迭代速度缓慢的不足,将混沌理论与动态遗传算子引入遗传算法之中进行完善,从而构造了基于混沌改进的遗传算法。本文主要研究内容如下:
　　(1)根据混沌存在的遍历性、随机性等特点,利用混沌序列对遗传算法初始种群生成的改进。分别用几种不同序列,通过VB程序编写与仿真得出的实验数据,选取适合本文研究对象的序列;
　　(2)遗传算法中遗传算子的改进。利用动态遗传算子实现交叉操作与混沌初始化种群的匹配,加快收敛速度,有效减少在局部较优解处收敛的概率;
　　(3)以桥式起重机主梁为工程实例,建立其主梁优化设计数学模型,通过编写算法程序实现遗传参数的对比与选择,从而确定一组算法参数,最终以算法收敛速度与优化率为指标对比本文混沌改进遗传算法与标准遗传算法,并利用ANSYS软件对优化模型进行有限元仿真,从而认证本优化方法结果的实用性。
　　本文为桥式起重机的主梁优化设计及遗传算法的改进提供了有益的思考,具有一定的参考价值。

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目录

1绪论

1.1 论文的研究背景及意义

1.2 国内外研究现状

1.3 论文主要研究内容及需解决的关键问题

2遗传算法研究

2.1 遗传算法基本术语

2.2 编码

2.3 适应度函数

2.4 遗传算子

2.5 遗传算法运行参数及选择分析

2.6 标准遗传算法基本流程

2.7 本章小结

3混沌理论研究

3.1 混沌的定义

3.2 混沌的性质

3.3 混沌优化理论

3.4 本章小结

4混沌改进遗传算法研究

4.1 混沌改进遗传算法原理

4.2 混沌改进遗传算法基本流程

4.3 遗传操作的改进

4.4 本章小结

5桥式起重机主梁优化设计的混沌改进遗传算法

5.1 桥式起重机箱形主梁优化设计的数学模型

5.2 桥式起重机箱形主梁优化设计混沌改进遗传算法

5.3 实例分析

5.4 优化结果有限元分析

5.5 本章小结

6结论与展望

6.1 结论

6.2 展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及所取得的研究成果

致谢