Разработка математических моделей и комбинированных алгоритмов численной оптимизации структуры модульных объектов

• Автор: Андраханов, Сергей Валерьевич
• Шифр специальности: 05.13.18
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Воронеж
• Количество страниц: 114 с. : 23 ил.

Введение

1.Анализ и пути развития математических методов моделирования и

численных методов оптимизации структуры модульных объектов

1.1 .Характеристика модульных объектов и возможность их математического моделирования с использованием

многоальтернативных оптимизационных моделей

1.2.Развитие численных методов оптимизации модульной структуры... 14 1.3.Особенности построения проблемно-ориентированных моделей и численных процедур при оптимизации структуры технических реализаций модульных объектов

2.Формирование математических моделей оптимизации структуры модульных объектов

2.1.Многоальтернативная оптимизационная модель структурного синтеза ММР

2.2.Многокритериальное оптимизационное моделирование

2.3.Структуризация вычислительного эксперимента с ориентацией на

оптимизационное моделирование

Выводы второй главы
3.Разработка комбинированных алгоритмов численной оптимизации структуры модульных объектов
3.1.Комбинированный алгоритм многоальтернативной оптимизации и метода роя частиц
3.2.Интеграция алгоритма многоальтернативного выбора и генетического алгоритма
3.3. Диалоговый алгоритм многокритериальной оптимизации на
множестве альтернативных переменных
Выводы третьей главы
4.Анализ эффективности использования разработанных моделей и алгоритмов по результатам вычислительного эксперимента
4.1 .Характеристика компонентов системы
4.2.Структура программного вычислительного экспериментального комплекса
4.3.Оценка эффективности по результатам натурных и вычислительных
экспериментов
Выводы четвертой главы
Заключение
Литература
Приложения

Введение
Актуальность темы. В настоящее время многие технические объекты строятся по модульному принципу. При этом каждый модуль имеет разные реализации, а их организационное целое также характеризуется разнообразием. Особый класс составляют движущиеся объекты, для которых показатели их функционирования зависят от выбора варианта алгоритма управления движением, то есть, определенной структуры, и характеризуются как экстремальные.
Такая особенность этого класса объектов приводит при разработке к различным требованиям математических методов моделирования и необходимости построения оптимизационной модели, а при выборе оптимального варианта структуры к построению проблемно-ориентированной численной процедуры поиска наилучшего решения.
В отечественной и зарубежной литературе (Банди Б., Батищев Д.И., Гилл Ф., Львович Я.Е., Маккорник Г., Моцкус И.Б., Мюррей У., Подвальный С.Л., Поляк Б.Т., Пшеничный Б.Н., Растригин Л.А., Соболь И.М., Статнитков Р.Б., Юдин Д.Б. и др.) предложен ряд подходов к структурной оптимизации, основанных на многоэтапной процедуре: генерация варианта структуры, идентификация параметров, соответствующих структуре объекта, анализ значений показателей эффективности при этих значениях параметров, сравнение вариантов по показателям и выбор наилучшего. Возможность интеграции этих объектов в едином цикле для объектов с варьируемой структурой достигается на основе применения методов многоальтернативной оптимизации. Однако они не позволяют одновременно оптимальным выбором модульной структуры движущегося объекта осуществлять оптимальный выбор алгоритма движения.
Кроме того, построение эффективной для данного класса объектов численной процедуры поиска наилучшего решения и последующего использования ее в практических приложениях требует предварительного исследования на основе вычислительного эксперимента с
Рис. 1.5. Общий вид промышленного робота вРЯ с прямоугольной системой координат
Рис. 1.6. Общий вид промышленного робота Faber С 5000 с цилиндрической системой координат