基于混合算法的半刚性连接钢框架结构优化
TU391; 海豚回声算法(DEA)是一种模拟海豚利用回声定位进行捕食的元启发式优化算法,具有高效的搜索能力.本研究通过对海豚回声算法的基本原理进行分析,发现该算法的选择机制容易导致优化结果陷入局部最优解,而算法本身不具备跳出局部最优解的机制.因此,为了改进海豚回声算法的全局搜索能力,引入了遗传算法(GA),提出了一种海豚回声-遗传混合算法(DEA-GA):在每一个迭代步中,首先基于海豚回声算法生成子代,再引入遗传算法中搜索能力很强的交叉、变异操作生成新的子代.该混合算法结合了海豚回声算法和遗传算法的优势,既拥有海豚回声算法收敛速度快、效率高等优点,也具备遗传算法全局寻优能力强的特点,同时克服...
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| Published in | 华南理工大学学报（自然科学版） Vol. 51; no. 6; pp. 72 - 77 |
|---|---|
| Main Authors | , , |
| Format | Journal Article |
| Language | Chinese |
| Published |
华南理工大学 土木与交通学院,广东 广州 510640%华南理工大学 土木与交通学院,广东 广州 510640
01.06.2023
华南理工大学 亚热带建筑科学国家重点实验室,广东 广州 510640 |
| Subjects | |
| Online Access | Get full text |
| ISSN | 1000-565X |
| DOI | 10.12141/j.issn.1000-565X.220494 |
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| Abstract | TU391; 海豚回声算法(DEA)是一种模拟海豚利用回声定位进行捕食的元启发式优化算法,具有高效的搜索能力.本研究通过对海豚回声算法的基本原理进行分析,发现该算法的选择机制容易导致优化结果陷入局部最优解,而算法本身不具备跳出局部最优解的机制.因此,为了改进海豚回声算法的全局搜索能力,引入了遗传算法(GA),提出了一种海豚回声-遗传混合算法(DEA-GA):在每一个迭代步中,首先基于海豚回声算法生成子代,再引入遗传算法中搜索能力很强的交叉、变异操作生成新的子代.该混合算法结合了海豚回声算法和遗传算法的优势,既拥有海豚回声算法收敛速度快、效率高等优点,也具备遗传算法全局寻优能力强的特点,同时克服了海豚回声算法容易产生局部最优解和遗传算法容易出现"早熟"等缺陷.本研究以一榀单跨5层和一榀两跨10层的平面框架为例,建立以结构总重最小为目标的半刚性钢框架结构优化的数学模型,分别使用遗传算法、海豚回声算法和本研究提出的混合算法进行求解,优化过程通过Matlab编程实现.算例结果显示:海豚回声-遗传混合算法所得结构的总重比遗传算法小50％以上、比海豚回声算法小7％以上,且该趋势随着设计变量的增加而增加;同时,混合智能优化算法在复杂结构的优化上效率更高、效果更好. |
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| AbstractList | TU391; 海豚回声算法(DEA)是一种模拟海豚利用回声定位进行捕食的元启发式优化算法,具有高效的搜索能力.本研究通过对海豚回声算法的基本原理进行分析,发现该算法的选择机制容易导致优化结果陷入局部最优解,而算法本身不具备跳出局部最优解的机制.因此,为了改进海豚回声算法的全局搜索能力,引入了遗传算法(GA),提出了一种海豚回声-遗传混合算法(DEA-GA):在每一个迭代步中,首先基于海豚回声算法生成子代,再引入遗传算法中搜索能力很强的交叉、变异操作生成新的子代.该混合算法结合了海豚回声算法和遗传算法的优势,既拥有海豚回声算法收敛速度快、效率高等优点,也具备遗传算法全局寻优能力强的特点,同时克服了海豚回声算法容易产生局部最优解和遗传算法容易出现"早熟"等缺陷.本研究以一榀单跨5层和一榀两跨10层的平面框架为例,建立以结构总重最小为目标的半刚性钢框架结构优化的数学模型,分别使用遗传算法、海豚回声算法和本研究提出的混合算法进行求解,优化过程通过Matlab编程实现.算例结果显示:海豚回声-遗传混合算法所得结构的总重比遗传算法小50％以上、比海豚回声算法小7％以上,且该趋势随着设计变量的增加而增加;同时,混合智能优化算法在复杂结构的优化上效率更高、效果更好. |
| Author | 邱宇东 王湛 谢志燊 |
| AuthorAffiliation | 华南理工大学 土木与交通学院,广东 广州 510640%华南理工大学 土木与交通学院,广东 广州 510640;华南理工大学 亚热带建筑科学国家重点实验室,广东 广州 510640 |
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| Author_FL | WANG Zhan XIE Zhishen QIU Yudong |
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| DOI | 10.12141/j.issn.1000-565X.220494 |
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| Discipline | Sciences (General) |
| DocumentTitle_FL | Optimization for Steel Frames with Semirigid Connections Based on Hybrid Algorithms |
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| ISSN | 1000-565X |
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| Issue | 6 |
| Keywords | 半刚性连接 钢框架 遗传算法 结构优化 海豚回声算法 |
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| PublicationDecade | 2020 |
| PublicationTitle | 华南理工大学学报（自然科学版） |
| PublicationTitle_FL | Journal of South China University of Technology(Natural Science Edition) |
| PublicationYear | 2023 |
| Publisher | 华南理工大学 土木与交通学院,广东 广州 510640%华南理工大学 土木与交通学院,广东 广州 510640 华南理工大学 亚热带建筑科学国家重点实验室,广东 广州 510640 |
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| Title | 基于混合算法的半刚性连接钢框架结构优化 |
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