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基于多目标粒子群-遗传混合算法的高速球轴承优化设计方法
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作者 杨文 叶帅 +2 位作者 姚齐水 余江鸿 胡美娟 《机电工程》 北大核心 2025年第2期226-236,共11页
目前以新能源汽车电驱系统等为代表的超高转速运行场景越来越多,对轴承类关键零部件的性能要求也不断提高,对轴承的承载性能和温升控制也提出了更高的要求。为了优化轴承的结构,提升其服役性能,以新能源汽车电驱系统6206轴承为例,提出... 目前以新能源汽车电驱系统等为代表的超高转速运行场景越来越多,对轴承类关键零部件的性能要求也不断提高,对轴承的承载性能和温升控制也提出了更高的要求。为了优化轴承的结构,提升其服役性能,以新能源汽车电驱系统6206轴承为例,提出了一种基于多目标粒子群-遗传混合算法的球轴承结构优化设计方法。首先,建立了以轴承最大额定动载荷、最大额定静载荷和最小摩擦生热率为目标函数的优化数学模型;然后,利用多目标粒子群算法(MOPSO)的全局搜索能力和改进非支配排序遗传算法(NSGA-II)的进化操作,引入粒子寻优速度控制策略、交叉变异策略和罚函数机制,解决了带约束优化问题求解和局部最优问题,增强了算法的收敛速度和解集探索能力;最后,在特定工况下对轴承结构进行了优化,采用层次分析法,从Pareto前沿中优选了内外圈沟曲率半径系数、滚动体数量、滚动体直径和节圆直径的最优值。研究结果表明:在16 kN径向载荷、15 000 r/min的高转速工况下,以新能源汽车电驱系统6206型深沟球轴承为例进行了分析,结果显示,优化后的轴承接触应力下降了21.2%,应变下降了25.6%,摩擦生热下降了16.7%,体现了该方法在收敛性能、寻优速度等方面的优势。该优化设计方法可为球轴承的工程应用提供有价值的参考。 展开更多
关键词 高速球轴承结构设计 多目标粒子群-遗传混合算法 改进非支配排序遗传算法 优化设计目标函数 层次分析法 6206型深沟球轴承
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探讨多目标背景下船舶轮机节能减排设计优化方法
2
作者 张翔 孙红娟 《中文科技期刊数据库(引文版)工程技术》 2025年第3期078-081,共4页
在新时代社会发展形势下,节能减排理念的提出,逐步落实到船舶领域中,无论是国际上,还是在国内中,都对船舶轮机的节能减排设计提出更多要求,希望从根本上改善以往污染环境与浪费资源等问题,优化我国赖以生存生态环境。而船舶轮机的节能... 在新时代社会发展形势下,节能减排理念的提出,逐步落实到船舶领域中,无论是国际上,还是在国内中,都对船舶轮机的节能减排设计提出更多要求,希望从根本上改善以往污染环境与浪费资源等问题,优化我国赖以生存生态环境。而船舶轮机的节能减排设计具有复杂性与多目标性的优化特点,需要很多学科技术的参与,如能源管理系统集成、系统优化、可再生能源与船体设计改进等,都可以让船舶能源效率得到明显提升,控制排放量,提高经济效益,符合法规要求。所以,本文从节能减排设计角度出发,采用案例分析的方式,详细介绍了船舶轮机设计的多目标优化方法,为有关设计人员带来有价值参考。 展开更多
关键词 船舶轮机 节能减排设计 多目标 优化方法
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基于多目标函数优化的恒应力加速试验设计
3
作者 张芳 朱艳辉 +1 位作者 苏林 吕萌 《电子产品可靠性与环境试验》 2024年第5期45-49,共5页
对恒应力加速寿命试验进行了优化设计。首先,选取正常应力下可靠性指标估计的准确程度作为评价加速试验方案优劣的准则,推导出正常应力下对数寿命的极大似然估计(MLE)渐近方差的估计值作为单一优化目标函数;然后,在单一优化目标函数的... 对恒应力加速寿命试验进行了优化设计。首先,选取正常应力下可靠性指标估计的准确程度作为评价加速试验方案优劣的准则,推导出正常应力下对数寿命的极大似然估计(MLE)渐近方差的估计值作为单一优化目标函数;然后,在单一优化目标函数的基础上,考虑到试验代价的因素,推导出恒应力加速寿命试验优化设计的多目标函数;最后,将智能优化算法应用到单一目标优化函数和多目标优化函数的求解,通过实例验证解决了加速试验多目标函数优化的求解问题。 展开更多
关键词 加速寿命试验 优化设计 多目标函数优化 智能算法
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一种异形支架结构的多目标优化设计方法 被引量:1
4
作者 冯凯 王军 +1 位作者 林君哲 韩清凯 《机械设计与制造》 北大核心 2024年第1期250-255,共6页
以航空发动机润滑油箱在机匣上安装时所采用的成附件安装结构支架为典型代表,具有复杂结构形式的异形支架,要求具有相对较高的刚度和较轻的质量,为此,建立了综合正交试验方法、有限元分析方法和神经网络拟合方法相结合的一种结构动力学... 以航空发动机润滑油箱在机匣上安装时所采用的成附件安装结构支架为典型代表,具有复杂结构形式的异形支架,要求具有相对较高的刚度和较轻的质量,为此,建立了综合正交试验方法、有限元分析方法和神经网络拟合方法相结合的一种结构动力学特性的优化设计方法,对于具有复杂结构形式的支架结构具有较高的优化设计效率。应用正交试验方法,在支架样件模型的设计变量的可行域内合理地选择零件的解集,使该解集能充分反映优化的目标变量与设计变量之间的关系;使用有限元参数化仿真方法,对选择出的样件模型进行参数化仿真计算,得到解集中每个样件模型对应的优化的目标变量值;基于神经网络拟合方法,基于参数化仿真得到的数据,构建出设计变量与优化目标变量之间的数学模型,并使用多目标优化算法NSGA-Ⅱ进行迭代求解,得到最终优化设计结果;优化样件与初始样件的固有频率相对变化率与仿真计算值基本一致,可以验证支架结构多目标优化设计方法的准确性和有效性。 展开更多
关键词 成附件安装结构 正交试验方法 多目标优化设计 有限元分析
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基于SLP的绿化博览会展园功能区布局优化设计方法
5
作者 施皓 《林业调查规划》 2025年第2期195-200,共6页
展园功能区的布局是绿化博览会服务过程中不可缺少的步骤,但布局过程易受自然条件、展园性质等问题的影响。为了优化布局效果,提出基于SLP的绿化博览会展园功能区布局优化设计方法。采用两步移动搜索算法计算功能区的供给能力,并根据供... 展园功能区的布局是绿化博览会服务过程中不可缺少的步骤,但布局过程易受自然条件、展园性质等问题的影响。为了优化布局效果,提出基于SLP的绿化博览会展园功能区布局优化设计方法。采用两步移动搜索算法计算功能区的供给能力,并根据供给能力分析目前绿化博览会展园功能区的布局;采用SLP分析各功能区的综合关系,并构建布局优化目标函数;采用微遗传算法对目标函数求解,输出最佳布局方案,完成绿化博览会展园功能区布局优化设计。实验结果表明,所提方法的资源利用率高、关联性强、负荷量均衡。 展开更多
关键词 功能区布局优化设计 两步移动搜索算法 SLP 目标函数求解 微遗传算法 绿化博览会展园
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基于QFD的行星减速器优化设计目标函数建立方法 被引量:3
6
作者 江擒虎 郗富强 黄康 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2010年第8期24-26,29,共4页
针对多目标优化设计中目标函数加权系数的选取问题,结合NGW型行星减速器的优化设计,提出了一种基于QFD的多目标优化目标函数的建立方法,通过该方法,可以根据需求来确定分目标函数及其加权系数,实现将用户需求尽可能准确地反映到产品方... 针对多目标优化设计中目标函数加权系数的选取问题,结合NGW型行星减速器的优化设计,提出了一种基于QFD的多目标优化目标函数的建立方法,通过该方法,可以根据需求来确定分目标函数及其加权系数,实现将用户需求尽可能准确地反映到产品方案设计中,保证产品的设计质量使设计结果真正地满足用户需求。 展开更多
关键词 QFD 多目标优化设计 目标函数 加权系数
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约束多目标优化问题的一类内-外混合罚函数方法
7
作者 施思 徐阳栋 孙月明 《高校应用数学学报(A辑)》 北大核心 2024年第2期199-210,共12页
该文提出一种内-外混合罚函数方法求解具有等式和不等式约束的多目标优化问题.其中罚函数由目标函数,内点罚函数和可行集外点罚函数构成.在适当的条件下,借助具有单调性的辅助函数,证明了算法所生成的迭代序列收敛于问题的Pareto最优解... 该文提出一种内-外混合罚函数方法求解具有等式和不等式约束的多目标优化问题.其中罚函数由目标函数,内点罚函数和可行集外点罚函数构成.在适当的条件下,借助具有单调性的辅助函数,证明了算法所生成的迭代序列收敛于问题的Pareto最优解或弱Pareto最优解.同时给出了三个数值实验来验证算法的可行性.最后将算法应用于解决多指标交通网络最小费用流问题,并与线性加权法进行比较,结果表明该算法在时间成本上具有明显的优势. 展开更多
关键词 多目标优化 混合罚函数方法 PARETO最优解 多指标交通网络均衡问题
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基于多目标优化的公路路线几何设计方法研究
8
作者 袁新哲 《中文科技期刊数据库(全文版)工程技术》 2024年第11期051-054,共4页
在公路建设的规划与设计中,路线设计扮演着至关重要的角色。其准确性和可行性直接决定了公路的安全性、舒适度以及运输效率。公路设计实践中,常面临多种相互矛盾的目标,如缩短公路长度、确保行驶安全以及减轻环境破坏等。这些复杂因素... 在公路建设的规划与设计中,路线设计扮演着至关重要的角色。其准确性和可行性直接决定了公路的安全性、舒适度以及运输效率。公路设计实践中,常面临多种相互矛盾的目标,如缩短公路长度、确保行驶安全以及减轻环境破坏等。这些复杂因素使得公路线路设计成为一项既复杂又极具挑战性的任务。当前研究致力于推广一种创新的公路线路设计方法,该方法基于多目标优化理念,通过构建多目标优化模型实现设计的自动化。借助进化算法求解该模型,可得出符合多目标需求的公路线路设计方案。为验证该方法的有效性,我们进行了实际公路设计案例的实验。实验结果显示,采用该方法设计的公路线路不仅满足多项设计目标,还在公路长度、安全性及环境影响等方面表现出色,具备较高的实用价值。本研究关于基于多目标优化的公路路线几何设计方法,为未来的公路设计提供了坚实的理论依据与实践指导。 展开更多
关键词 多目标优化 公路路线设计 进化算法 环境影响 几何设计方法
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多目标模糊优化方法及其在工程设计中应用 被引量:12
9
作者 张晓丽 杨建强 +1 位作者 常春影 董威 《大连理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第3期374-378,共5页
应用多目标模糊优化方法,以工程设计中桥式起重机箱形主梁设计为实例,建立了桥式起重机箱形主梁多目标模糊优化设计的数学模型,构造了模糊目标集,确定了多目标函数的模糊性和约束的模糊性,并应用最优水平截集法实现了模糊约束到实数论... 应用多目标模糊优化方法,以工程设计中桥式起重机箱形主梁设计为实例,建立了桥式起重机箱形主梁多目标模糊优化设计的数学模型,构造了模糊目标集,确定了多目标函数的模糊性和约束的模糊性,并应用最优水平截集法实现了模糊约束到实数论域上的集合转换,从而用遗传算法寻求到子目标函数在可行域空间的最优解和约束最优值.优化结果表明,在工程设计中应用多目标模糊优化方法是可行和有效的. 展开更多
关键词 模糊优化方法 工程设计 应用 多目标模糊优化设计 桥式起重机 最优水平截集 多目标函数 数学模型 箱形主梁 模糊约束 遗传算法 模糊性 设计 目标 最优值 最优解 域空间
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基于响应面方法的风力机叶片多目标优化设计研究 被引量:10
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作者 邓磊 乔志德 +1 位作者 宋文萍 高永卫 《空气动力学学报》 EI CSCD 北大核心 2012年第3期405-410,共6页
运用基于响应面方法的优化设计技术,于径向使用NPU-WA-风力机专用翼型族的某1.5MW水平轴风力机叶片的多目标、多约束优化设计研究中。风力机气动性能使用基于叶素-动量理论的风力机性能分析和设计软件PROPID51。设计变量为叶片径向外形... 运用基于响应面方法的优化设计技术,于径向使用NPU-WA-风力机专用翼型族的某1.5MW水平轴风力机叶片的多目标、多约束优化设计研究中。风力机气动性能使用基于叶素-动量理论的风力机性能分析和设计软件PROPID51。设计变量为叶片径向外形参数,包括弦长和扭转角分布,但是相对厚度保持不变;设计目标为年发电量和功率系数的最大化;在多目标优化中,使用"统一目标函数"法将多个设计目标函数通过加权求和统一到一个目标函数中。为减小计算量,响应面模型使用不含二阶交叉项的二阶多项式模型;构建模型中试验点的选择满足D-优化准则。以某1.5MW变速变矩型风力机叶片为例,进行了优化设计研究。叶片径向使用西北工业大学翼型研究中心设计的NPU-WA-风力机专用翼型族,使用CFD计算的气动性能数据作为输入进行了设计,分析了目标函数的权值分配对设计结果的影响;使用风洞测量自由转捩的气动性能数据进行了设计并分析了表面光滑条件对气动性能的影响。 展开更多
关键词 水平轴风力机 响应面方法 优化设计 多目标 NPU-WA翼型族
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基于T-ψ有限元法的多目标函数变压器优化设计 被引量:7
11
作者 杨新生 张云鹏 +2 位作者 徐桂芝 张长庚 傅为农 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2021年第S01期75-83,共9页
随着电网容量和电压等级的不断提高,用户对电力变压器优化设计提出了更高的要求,该文基于矢量电位-标量磁位(T-ψ)有限元法(FEM)对变压器拓扑结构进行多目标函数优化设计,旨在提高变压器性能、降低制造成本。变压器设计涉及多参量多目... 随着电网容量和电压等级的不断提高,用户对电力变压器优化设计提出了更高的要求,该文基于矢量电位-标量磁位(T-ψ)有限元法(FEM)对变压器拓扑结构进行多目标函数优化设计,旨在提高变压器性能、降低制造成本。变压器设计涉及多参量多目标函数,故采用改进型广义差分进化算法(GED3)实现快速全局寻优。由于每个优选案例都需要采用有限元法对变压器性能参数进行验证,花费时间较长。为了减少变压器仿真验证所需时间,故在保证精度的前提下,寻优过程中采用较粗网格,待最优案例确定后,采用密网格与有限元法相结合对变压器各项性能参数加以对比验证分析。挑选最优案例与未优化变压器各项参数进行对比,优化后的变压器铜损降低4.5%,铁损增加0.81%,但总损耗降低3.62%,制造成本降低3.89%。且在采用粗细网格下,无载损耗误差为0.825%,为工程应用中可接受范围,验证了该文方法的正确性,且该方法可应用于其他电工装备优化设计中。 展开更多
关键词 变压器 有限元法 多目标函数 改进型广义差分进化算法 优化设计
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简化目标函数的电涡流传感器线圈参数优化设计法 被引量:16
12
作者 黄小秋 丁天怀 付志斌 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 2000年第11期3-5,共3页
小外径的电涡流传感器薄线圈的参数优化设计的关键是寻求合理的目标函数的表达式。本文在线圈电参数计算的基础上利用激励线圈的电磁场分布对线圈测试性能进行分析预测 ,得出便于求解的线性量程和测量灵敏度的表达式 ,从而简化了复杂的... 小外径的电涡流传感器薄线圈的参数优化设计的关键是寻求合理的目标函数的表达式。本文在线圈电参数计算的基础上利用激励线圈的电磁场分布对线圈测试性能进行分析预测 ,得出便于求解的线性量程和测量灵敏度的表达式 ,从而简化了复杂的目标函数。根据求解得到的优化值用线径为 0 .0 5mm的漆包线绕制线圈进行了试验 。 展开更多
关键词 目标函数 优化设计 电涡流传感器 线圈参数
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泵站进出水流道优化设计目标函数研究 被引量:12
13
作者 成立 刘超 薛坚 《水泵技术》 北大核心 2007年第3期39-42,共4页
进出水流道对泵站整体水力性能影响较大,本文在总结前人研究成果的基础上,提出了改进的基于质量加权的流速均匀度优化设计目标函数,首次给出了出水流道效率、出水动能回收系数优化设计目标函数表达式,对泵站设计具有指导意义和参考... 进出水流道对泵站整体水力性能影响较大,本文在总结前人研究成果的基础上,提出了改进的基于质量加权的流速均匀度优化设计目标函数,首次给出了出水流道效率、出水动能回收系数优化设计目标函数表达式,对泵站设计具有指导意义和参考价值。 展开更多
关键词 泵站 进出水流道 优化设计 目标函数
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基于代理模型的多目标优化方法及其在车身设计中的应用 被引量:4
14
作者 陈国栋 韩旭 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第9期70-70,共1页
实际工程优化问题通常涉及多个目标,这些目标往往不能显式表达而要通过仿真计算来获取,这便在一定程度上加大了多目标优化求解的难度。多目标智能优化方法可以在不考虑问题具体特征的前提下进行优化解的搜寻,适用于处理实际工程问题... 实际工程优化问题通常涉及多个目标,这些目标往往不能显式表达而要通过仿真计算来获取,这便在一定程度上加大了多目标优化求解的难度。多目标智能优化方法可以在不考虑问题具体特征的前提下进行优化解的搜寻,适用于处理实际工程问题,但受到进化规模和收敛速度的影响而需要较多次数的目标值计算,限制了在目标求解耗时的问题中的应用。常见的基于代理模型的多目标优化方法因能较好地处理效率问题而成为研究热点,但目前该类方法面临着求解精度较低的问题。鉴于此,本文针对基于代理模型的多目标优化方法展开了深入的研究,力求在快速、有效的算法本身及其在车身设计中的应用方面,开展一些尝试和探索。本文研究内容主要包括以下几个方面。 展开更多
关键词 多目标优化方法 代理模型 车身设计 应用 智能优化方法 仿真计算 优化求解 工程问题
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目标函数的选择对雷达隐身优化设计的影响 被引量:4
15
作者 胡添元 余雄庆 《南京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第4期447-450,共4页
根据飞行器的雷达散射截面(RCS)分布,合理确定飞行器隐身外形优化设计中的目标函数。首先,对3种目标函数(即威胁区域内RCS的平均值、大于临界RCS值的概率和被雷达检测的平均概率)的特点进行了分析和总结。然后,以一个典型飞行器隐身外... 根据飞行器的雷达散射截面(RCS)分布,合理确定飞行器隐身外形优化设计中的目标函数。首先,对3种目标函数(即威胁区域内RCS的平均值、大于临界RCS值的概率和被雷达检测的平均概率)的特点进行了分析和总结。然后,以一个典型飞行器隐身外形优化问题为例,分析不同目标函数对隐身外形优化结果的影响。计算结果表明:采用不同的目标函数会得出不同的优化外形,并在此基础上探讨了3种目标函数的相关性与区别。最后,总结出在隐身优化设计中如何合理确定目标函数的原则。 展开更多
关键词 飞行器设计 隐身技术 优化 目标函数 雷达散射截面
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基于Taguchi方法的射孔枪多目标优化设计 被引量:6
16
作者 张昭 胡海飞 亢战 《测井技术》 CAS CSCD 北大核心 2009年第2期181-188,共8页
基于Taguchi方法,以射孔枪管形状参数中的管半径、射孔枪孔眼半径和开孔数为3水平试验因素,设计出一个3因素3水平正交表,通过有限元数值试验,计算了结构的极限载荷和位移。通过对结果进行极差和方差分析,确定了形状参数对结构性能的影... 基于Taguchi方法,以射孔枪管形状参数中的管半径、射孔枪孔眼半径和开孔数为3水平试验因素,设计出一个3因素3水平正交表,通过有限元数值试验,计算了结构的极限载荷和位移。通过对结果进行极差和方差分析,确定了形状参数对结构性能的影响水平,综合考虑极限载荷和最大径向位移,采用区间取值(RTV)综合评分法进行了多目标结构参数优化。分析发现管径增大导致极限载荷增加,孔径和孔数增大导致极限载荷减小;管径、孔径和孔数增大都导致径向位移增大;在各种参数中,孔径的影响最为明显。 展开更多
关键词 石油射孔 射孔枪设计 有限元法 Taguchi方法 多目标优化 区间取值综合评分法
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地震荷载下高聚物防渗墙多目标函数优化设计研究 被引量:2
17
作者 李嘉 张景伟 王博 《世界地震工程》 CSCD 北大核心 2017年第4期104-111,共8页
防渗系统是土质堤坝薄弱的部分之一,如何在防渗墙的抗震能力和建造费用之间找到一个较好的平衡点,一直是工程界关心的重要问题。提出了高聚物防渗墙抗震性能安全系数的概念,将基于图解法的多目标优化方法应用于高聚物防渗墙优化设计。... 防渗系统是土质堤坝薄弱的部分之一,如何在防渗墙的抗震能力和建造费用之间找到一个较好的平衡点,一直是工程界关心的重要问题。提出了高聚物防渗墙抗震性能安全系数的概念,将基于图解法的多目标优化方法应用于高聚物防渗墙优化设计。以地震作用下高聚物防渗墙抗震性能好和工程造价低为目标,建立了高聚物防渗墙抗震安全性和经济性为组合的优化模型,进行了高聚物防渗墙墙体材料密度优化设计,为地震作用下高聚物防渗墙密度优化提供了一种简洁和直观的优化计算方法。 展开更多
关键词 高聚物防渗墙 抗震性能 安全系数 多目标函数 优化设计
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低速翼型多点/多目标优化设计方法研究 被引量:1
18
作者 邓磊 乔志德 +1 位作者 熊俊涛 杨旭东 《航空计算技术》 2010年第1期16-20,共5页
进行了基于响应面优化方法的低速翼型多点/多目标多约束设计方法研究。分析了完全二阶多项式模型(完全模型)和不含二阶交叉项的多项式模型(简化模型)对优化的影响,并分别进行了单目标和多目标的优化设计。结果表明多目标优化可以改善单... 进行了基于响应面优化方法的低速翼型多点/多目标多约束设计方法研究。分析了完全二阶多项式模型(完全模型)和不含二阶交叉项的多项式模型(简化模型)对优化的影响,并分别进行了单目标和多目标的优化设计。结果表明多目标优化可以改善单目标设计的翼型性能在设计点附近取得极值的局限,而且用简化模型进行的更多设计变量的设计结果要优于完整模型的设计结果。 展开更多
关键词 低速翼型 多目标设计 响应面方法 优化
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机械优化设计中目标函数的常用优化目标及应用研究 被引量:8
19
作者 王晓军 肖冠云 《重型机械科技》 2005年第1期28-30,共3页
介绍机械优化设计中数学模型的目标函数的常用优化目标,以及应用实例。
关键词 机械优化设计 目标函数 优化目标 数学模型
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多目标优化设计的评价函数 被引量:4
20
作者 张翔 《福建农业大学学报》 CSCD 1994年第4期465-470,共6页
针对目前求解多目标优化设计使用的评价函数存在的缺陷,建立多目标优化设计的评价准则,由此而构造一新型的评价函数.理论证明这一评价函数的最优解为多目标优化的有效解,并通过算例分析比较其优越性.
关键词 多目标优化 优化设计 评价函数 机械设计
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