应用有约束多维优化方法解决箱梁模板的设计问题
全局优秀的解决方案为所求问题中整体的最小值,即我们所欲求得的值,全局优秀的解决方案一定在局部优秀的解决方案中,故,只需在局部优秀的解决方案中寻找最小值即可。
轮换法为一种直接求解的有约束优化方法,其建立在多维无约束优化方法的基础上。基本思想为:寻找某维上的最小值直至找到或超出范围,换维继续寻找,直至到达终止条件。步骤可以简单描述:
1.选取一个步长a,初始值x(0)和终止条件e
2.沿x(0)中的第一维方向进行搜索,其初始步长为a,
3.当x(0)的第一维方向以a=2a的速度进行搜索,直至f(x)开始增大(既找到局部优秀的解决方案)或x超出约束条件
4.退回当前步长a,将此x(0)的第一维方向记做x(1)的第一维方向,增加一维从新进行2-4步过程。
5.当x(0)达到其最大维数,使用所记录的x(1)进行新的搜索,此时,a=a/2
6.如此循环直至达到终止条件![]()
其流程图基本如下:

图3:轮换坐标法的流程图
3.惩罚函数法
惩罚函数法是一种间接求解的多维有约束优化算法,它的数学模型与轮换法类似,不过,引入了一个新的条件,罚函数:

此罚函数须满足两个条件:
1.不破坏原函数的约束条件
2.
取最小值时的x因为f(x)取最小值时的x
通过引入罚函数,原问题变成了高维的无约束优化问题,可以使用无约束优化方法进行求解。
0
相关文章