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T=题名（书名、题名），A=作者（责任者），K=主题词，P=出版物名称，PU=出版社名称，O=机构（作者单位、学位授予单位、专利申请人），L=中图分类号，C=学科分类号，U=全部字段，Y=年（出版发行年、学位年度、标准发布年）

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考虑不确定性的混合结构可靠性方法研究

考虑不确定性的混合结构可靠性方法研究

引用

作者：邓启程三峡大学

学位级别：硕士

实际工程结构设计中不可避免地存在各种不确定性,如材料属性、载荷条件和使用环境等,采用合理的方法对不确定因素进行有效分析和控制对确保产品的使用性能和结构可靠性具有重大意义。一次二阶矩法是结构可靠性分析领域最经典和常用的方... 详细信息

实际工程结构设计中不可避免地存在各种不确定性,如材料属性、载荷条件和使用环境等,采用合理的方法对不确定因素进行有效分析和控制对确保产品的使用性能和结构可靠性具有重大意义。一次二阶矩法是结构可靠性分析领域最经典和常用的方法,但是在处理不确定因素方面具有局限性,所以本文在此基础上引入区间变量来表征不确定性,将可靠性指标求解优化问题转化为区间变量作用下的可靠性指标边界搜索问题。围绕该搜索问题,本文构造了一种基于SQP算法的可靠度求解方法,试图在极限状态曲面具有高度非线性的情况下提高求解稳定性和收敛性。本文主要研究内容如下:1.在改进的一次二阶矩法的基础上引入区间参数,提出了一种考虑不确定性的混合可靠性分析方法。该方法将单一的可靠性指标优化问题转化为区间参数作用下可靠性指标边界搜索问题。在模型构造过程中发现对于不同分布,其累计概率函数对参数的单调性差异,基于单调性分析结果得到了可靠性指标边界与区间边界的某种对应规律,有效简化了迭代搜索过程。2.构造了一种基于SQP算法的结构可靠度计算方法。依据可靠性指标定义推导得出可靠性指标优化模型,运用等式约束的SQP算法来求解该可靠性指标优化问题。基于SQP算法在求解非线性约束优化方面的巨大优势,该方法在可靠性指标求解效率和精度两个方面同时具有很好的性能。3.可靠性灵敏度分析有助于识别出对结构可靠性影响较大的变量,本文在改进的一次二阶矩法的基础上进一步推导出了失效概率对变量均值和标准差的灵敏度显性表达式。通过灵敏度指标正负性可以判断出失效概率对均值和标准差的正相关或负相关的变化规律,并根据其数值大小精确识别出对结构可靠性影响较大的变量。该指标根据改进一次二阶矩法的可靠性分析结果即可获得,无需为灵敏度分析再进行其它计算。通过具体算例验证,本方法具有较好的精度和效率。

关键词：不确定性区间参数结构可靠性序列二次规划算法灵敏度

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求解非线性约束优化问题的两种算法的研究

求解非线性约束优化问题的两种算法的研究

引用

作者：任阿娟桂林电子科技大学

学位级别：硕士

序列二次规划(SQP)算法是目前公认的求解非线性约束优化问题最有效的方法之一,4于其異有结构简单、理论较为完善、收敛速度快等优点,自20世纪70年代被提出以來,一直受到优化界的广泛重视并得到深入研究,允今已形成一大类快速实用的SQP算... 详细信息

序列二次规划(SQP)算法是目前公认的求解非线性约束优化问题最有效的方法之一,4于其異有结构简单、理论较为完善、收敛速度快等优点,自20世纪70年代被提出以來,一直受到优化界的广泛重视并得到深入研究,允今已形成一大类快速实用的SQP算法.它的主要原理是,算法的每步通过求解一个或多二次规划子问题(QP)來得到一搜索方向,然后沿此搜索方向根据某种搜索准则求得步长.\n 不过,SQP算法存在一些难以克服的缺陷,如我们熟知的二次子规划相容问题、Maratos效应问题及计算工作量大等等.为了解决这些不足,人们提出许多改进的办法.近年來有学者提出一类序列线性方程组(SSLE)算法,该算法在保证与SQP算法異有相同收敛性质的同时,克服了子问题的相容性问题,它的算法思想是用若干異有相同系数矩阵的线性方程组代替二次子规划以求得迭代方向,充分利用原问题的稀疏性、对称性等良好特征,减少了计算工作量,提高了算法得稳定性.\n 本文分别对这两种算法进行研究,主要包括以下两部分内容:\n 一是针对不等式约束优化问题,对SQP算法中如何保证二次子规划可行这一问题进行研究.我们提出一个新的QP子问题,并将Armijo-型线搜索技术应用到一类罚参数可自动调整的罚函数,建立一种新的序列二次规划算法.该算法可从任意点处初始,子问题在任意迭代点处都是可行的,并在合理的假设条件下,得到算法的全局收敛和超线性收敛.\n 二是借助于积极约束的有效识别技术和强次可行方向法的思想,提出了一个新的求解一般约束优化问题的SSLE算法.在初始点任意的情况下,算法士主算法和辅助算法两部分组合而成,在每一次迭代中,仅需求解一个结构简单的线性.条件成立,且在一个比强二阶充分条件弱的假设条件下证明了算法異有超线性收敛性.\n 最后,对上述算法进行了数值实验,在实践上证明算法是有效可行的。

关键词：非线性约束优化问题序列二次规划算法超线性收敛性序列线性方程组算法罚函数

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航天器气动辅助拦截轨迹优化问题研究

航天器气动辅助拦截轨迹优化问题研究

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作者：李季哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

随着科学技术的不断发展,以航天器为主体的各种空间力量蓬勃发展。其中,卫星技术的快速发展促进了反卫星技术的研究、发展。传统的地基和空基的反卫星武器,响应慢,发射准备时间长,且燃料消耗较大,导致武器的有效载荷比降低,因此需要开... 详细信息

随着科学技术的不断发展,以航天器为主体的各种空间力量蓬勃发展。其中,卫星技术的快速发展促进了反卫星技术的研究、发展。传统的地基和空基的反卫星武器,响应慢,发射准备时间长,且燃料消耗较大,导致武器的有效载荷比降低,因此需要开展可快速响应且节省燃料的航天器气动辅助拦截方法研究。论文以气动辅助航天器为研究对象,以燃料最省为性能指标,开展气动辅助拦截轨迹优化问题研究,分别基于直接打靶法和高斯伪谱法对连续的最优控制问题进行离散化,结合序列二次规划算法对拦截问题最优轨迹进行求解,将优化结果进行对比,分析两种离散化方法在解决气动辅助拦截轨迹优化问题上的优缺点。首先,系统调研国内外对航天器气动辅助变轨的相关研究和发展现状,分析航天器轨迹优化技术的研究现状,总结和归纳出航天器气动辅助拦截轨迹优化问题的研究背景及意义。其次,研究航天器气动辅助拦截建模问题,定义常用的坐标系,给出各坐标系间的转换关系;在位置坐标系下推导航天器的动力学方程,并进行归一化处理;给出气动辅助拦截轨迹优化问题研究所采用的大气模型、气动力模型以及目标函数、约束条件。然后,研究直接打靶法对优化数学模型中控制量的离散化方法;给出序列二次规划算法(SQP)的求解流程;为提高优化速度,研究目标在拦截点处经纬度的理论求解方法;针对直接打靶法初始可行解获取困难问题,给出基于遗传算法的初值猜测方法。对气动辅助拦截轨迹优化问题进行仿真研究,得到满足约束的拦截轨道参数,分析目标轨道倾角的变化对航天器飞行轨迹的影响。最后,研究高斯伪谱法对优化数学模型中状态量及控制量的离散化方法,给出高斯伪谱法的求解流程;结合SQP算法对气动辅助拦截轨迹优化问题进行仿真研究,得到满足约束的拦截轨道参数,与直接打靶法求解的优化结果进行对比,分析两种离散化方法各自的优缺点。

关键词：气动辅助拦截轨迹优化直接打靶法高斯伪谱法序列二次规划算法

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燃料电池轿车动力总成悬置隔振参数优化研究

燃料电池轿车动力总成悬置隔振参数优化研究

引用

作者：李秀静同济大学汽车学院

学位级别：硕士

燃料电池轿车作为新能源汽车，有着深远的现实意义和广阔的发展前景。作为燃料电池轿车的系统开发过程，其振动舒适性也是开发中的重要环节。动力总成悬置系统的隔振性能是直接影响汽车NVH性能的重要因素。由于燃料电池轿车的动力驱动... 详细信息

燃料电池轿车作为新能源汽车，有着深远的现实意义和广阔的发展前景。作为燃料电池轿车的系统开发过程，其振动舒适性也是开发中的重要环节。动力总成悬置系统的隔振性能是直接影响汽车NVH性能的重要因素。由于燃料电池轿车的动力驱动系统根本不同于传统的发动机驱动系统，因此其动力总成悬置系统的隔振设计也不同于传统发动机悬置系统。本文以燃料电池轿车“超越三号”为研究对象，对其动力总成悬置隔振系统展开研究。\n 首先，建立了“超越三号”动力总成－副车架悬置系统的12自由度振动力学模型。利用拉格朗日方法推导模型矩阵，提出了一种简捷直观的平板图法，通过实验方法获取动力总成的质心位置和转动惯量。\n 其次，作为与传统发动机悬置系统的最大不同，论文从理论上对燃料电池轿车驱动电机的激励特性进行分析，指出其激励的产生原因、作用方向和频率特点。\n 然后，论文对超越三号动力总成悬置系统模型进行仿真分析。分别利用MATLAB和ADAMS软件计算动力总成悬置系统的固有频率、振型、自由度能量耦合以及白噪声输入下车身在悬置点处的动反力响应，比较了两种软件的计算结果。结合超越三号动力系统的特点，对悬置系统的隔振性能进行概括评价。利用ADAMS软件对动力总成悬置系统在瞬态极限工况的限位性能进行仿真分析。\n 最后，论文在综合分析动力总成悬置系统性能的基础上对其进行参数优化研究。比较了固有频率、自由度能量耦合、车身悬置点处的动反力响应对悬置系统的影响，从而选择合理的优化目标；合理选择设计变量，并进行设计变量的敏感度分析；利用序列二次规划算法对动力总成悬置系统进行参数优化，优化后的悬置系统在自由度解耦和瞬态极限工况限位方面有很大改善。

关键词：燃料电池轿车悬置隔振系统序列二次规划算法极限工况

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解非线性规划问题的算法研究

解非线性规划问题的算法研究

引用

作者：杨丹南京航空航天大学

学位级别：硕士

本文主要研究用序列二次规划(SQP)算法来求解一般非线性规划(NLP)问题。用SQP方法求解一般非线性规划问题时,主要是通过求解一系列二次规划子问题来实现。二次规划(QP)子问题又可以转化成对偶二次规划(DQP)子问题。由于对偶二次规划子... 详细信息

本文主要研究用序列二次规划(SQP)算法来求解一般非线性规划(NLP)问题。用SQP方法求解一般非线性规划问题时,主要是通过求解一系列二次规划子问题来实现。二次规划(QP)子问题又可以转化成对偶二次规划(DQP)子问题。由于对偶二次规划子问题中的目标函数Hesse阵是正半定的,这容易导致DQP子问题无界或者解不唯一。我们用正交分解的思想,提出一个改进的SQP算法。在改进算法中,我们通过正交分解删去了有效约束函数中引起梯度线性相关的项,从而保证了DQP子问题中的目标函数中的Hesse阵正定。文章在对算法进行修正的基础上证明了改进算法的收敛性。本文最后给出了改进算法的数值实验,结果表明改进算法是有效的。

关键词：非线性规划序列二次规划算法正交分解

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磁场最优编排的三轴磁强计长方体阵列标定技术研究

磁场最优编排的三轴磁强计长方体阵列标定技术研究

引用

作者：王洋哈尔滨工程大学

学位级别：硕士

在磁场定位技术中,三轴磁强计阵列是磁场定位技术重要的磁场测量仪器,磁强计阵列中每个三轴磁强计的测量精度会直接影响定位精度,因此其标定方法的研究一直受世界各国学者重视。如何快速、精确、简单的实现三轴磁通门磁强计阵列的标定,... 详细信息

在磁场定位技术中,三轴磁强计阵列是磁场定位技术重要的磁场测量仪器,磁强计阵列中每个三轴磁强计的测量精度会直接影响定位精度,因此其标定方法的研究一直受世界各国学者重视。如何快速、精确、简单的实现三轴磁通门磁强计阵列的标定,是当前三轴磁强计阵列标定这一研究领域的重点和难点。综合上述问题,本论文针对磁场最优编排的三轴磁强计长方体阵列标定技术开展研究,研究工作主要集中在以下几个方面:研究了三轴磁强计的二次规划标定方法。通过对三轴磁强计以下几种误差的分析建立标定模型,即:三轴正交度误差、标定系数误差和零偏误差。利用地磁场的模量不变性,由不同姿态下的地磁场矢量测量数据对三轴磁强计的全误差参数进行辨识,以此构造误差校正器,利用构建的误差校正器校正三轴磁强计的全误差,获得校正后的被测磁场。推导了不依赖于地磁场场量的三轴磁强计全误差参数辨识与校正算法,分析了影响校正效果的误差因素,推导出了该校正算法误差的解析式。数值仿真结果验证了误差解析式的正确性以及不同误差因素与校正结果的关系。通过场地实验验证了该种校正方法的可靠性。提出了一种磁场最优编排的三轴磁强计长方体阵列标定方法,阐述了阵列标定的实验方案及步骤。在数值仿真实验后,通过对标定结果的筛选得到三轴磁强计长方体阵列的最优磁场编排。通过场地实验检验了磁场最优编排标定算法的可靠性。

关键词：三轴磁强计标定磁强计阵列序列二次规划算法最优编排信号处理

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物联网场景下基于边缘计算的任务卸载策略研究

物联网场景下基于边缘计算的任务卸载策略研究

引用

作者：耿丽娟河南师范大学

学位级别：硕士

近年来,物联网的普及与增强现实、智慧城市等计算密集型新兴移动应用的发展,使得大量数据来自终端设备。如果将这些数据直接发送到云数据中心,会给当前的主干网络带来沉重的流量负担。此外,终端与数据中心之间的距离会造成较长的传输延... 详细信息

近年来,物联网的普及与增强现实、智慧城市等计算密集型新兴移动应用的发展,使得大量数据来自终端设备。如果将这些数据直接发送到云数据中心,会给当前的主干网络带来沉重的流量负担。此外,终端与数据中心之间的距离会造成较长的传输延迟,导致用户体验质量较差。移动边缘计算通过在网络边缘部署计算和存储资源,可以满足用户的低时延需求,同时也减轻了核心网络带宽的压力。目前,移动边缘计算在内容缓存方面取得了很多进展,但在计算卸载决策和资源管理方面仍面临着一些挑战。如卸载决策忽略了边缘服务器的计算和存储资源的有限性对系统性能的影响,大量的任务累积会造成较长的排队延迟。此外,在多边缘节点相互协作的策略中,缺少分布式优化方案,节点之间的协作范围较小,没有充分挖掘协作计算潜力。基于以上挑战,本文在相关研究的基础上,从单个边缘服务器任务卸载和多边缘节点相互协作两方面入手进行研究,主要工作如下:(1)针对单边缘服务器的计算和存储资源有限,大量的任务累积造成长时间排队延迟、影响用户体验质量的问题,构建了一个三层计算框架。该框架中终端设备将产生的感知数据上传至边缘服务器,边缘服务器选择合适的部分任务进行卸载,其余上传至云数据中心。首先,以延迟最小化为目标建立数学模型,在能耗约束下,利用序列二次规划算法求解边缘服务器最佳的任务卸载比例。其次,通过MATLAB仿真实验,分析了不同任务负载到达率对最优卸载比例和访问延迟的影响,并将所提解决方案与基准方案进行了对比。实验结果表明,在任务负载到达率远远大于边缘服务器处理速率时,所提方案具有最佳的延迟性能。(2)针对大规模的多边缘节点相互协作,节点间的频繁交互会导致高功耗、大传输延迟和严重信号干扰的问题,提出了一种基于任务卸载成功率最大化的边缘节点相互协作方案。首先,分析了三层网络架构下的两个性能指标之间的关系:任务卸载成功率和协作成本。以任务卸载成功率为目标建立数学模型,在协作成本阈值约束下利用拉格朗日乘子法求出该问题的最优解,并分析了协作和非协作时的传输时延。其次,为了在每个边缘节点不知道其他节点私有信息的情况下进行协作卸载,在经典ADMM的基础上,提出了一个分布式算法来求解最优的卸载协作组规模。在得到最优协作组规模之后,构造了一个转发树来组织协作的边缘节点,每个边缘节点以最小的交互代价,将匹配的任务卸载请求沿着树的分支转发给它的伙伴,并讨论了接收到任务卸载请求后每个边缘节点的处理步骤。最后,通过实验模拟,分析了各参数对任务卸载成功率的影响,并与非协作模式进行了对比。实验结果表明,协作模式下的卸载成功率相比非协作模式提高了20%左右。

关键词：移动边缘计算物联网任务卸载序列二次规划算法 ADMM算法

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层合板变刚度设计中纤维铺放轨迹规划方法

层合板变刚度设计中纤维铺放轨迹规划方法

引用

作者：冯卫东华中科技大学

学位级别：硕士

变刚度复合材料层合板对于发挥复合材料高比强度、比刚度等特性具有重要意义,自动铺丝技术的出现也使得变刚度层合板的制造成为可能,而多级优化框架的开发也简化了变刚度层合板设计的复杂性。当前复合材料层合板设计制造存在着分布式设... 详细信息

变刚度复合材料层合板对于发挥复合材料高比强度、比刚度等特性具有重要意义,自动铺丝技术的出现也使得变刚度层合板的制造成为可能,而多级优化框架的开发也简化了变刚度层合板设计的复杂性。当前复合材料层合板设计制造存在着分布式设计变量的表示问题、非凸优化问题以及制造中克服纤维间隙与重叠问题。针对层合板设计制造这一现状,本文提出一种基于NURBS的铺层角度分布表示方法,最小二乘法的角度反求模型,并考虑铺层角度的曲率约束和平行度约束,保证可制造性,最后提出一种基于最小二乘法流函数反求的轨迹构造方法,构造出连续的纤维轨迹。论文的主要工作如下:(1)研究了当前变刚度层合板优化设计过程,包括基于纤维角度和基于铺层参数的设计参数化方法、基于等几何的力学性能分析方法、以及多步分层优化框架。(2)研究了层合板本构方程中刚度的铺层参数表示法,包括由铺层纤维角度计算铺层参数的方法,并且分析了铺层参数的有效区域,进一步探讨了基于铺层参数的层合板优化设计模型,由该设计模型可以求解最优铺层参数分布。(3)提出了一种基于NURBS基函数的铺层角度分布表示方法和相应的反求模型,并且使用序列二次规划算法反求出最优的角度分布。(4)提出了一种基于最小二乘的纤维路径构造方法,该方法可以从铺层角度分布中提取出相应的纤维路径NURBS样条等值曲线表示,用于层合板制造中的纤维铺放。(5)研究了矩形层合板的铺层参数优化,角度反求,纤维路径求解的整个过程,用具体的实验数据说明本文所述优化设计方法真实有效。

关键词：复合材料铺层参数 NURBS 最小二乘法纤维路径构造序列二次规划算法

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砼曲线槽型连续梁桥纵向预应力钢束的合理配置研究

砼曲线槽型连续梁桥纵向预应力钢束的合理配置研究

引用

作者：刘嘉欣长安大学

学位级别：硕士

预应力砼槽型梁是一种新型桥梁结构,目前在世界各国得到了十分广泛的应用,但现有研究大多集中在直线槽型梁,关于曲线槽型梁结构性能的研究尚不深入,本文以一座预应力砼曲线槽型连续梁桥为背景,在现有研究理论的基础上,对其纵向预应力钢... 详细信息

预应力砼槽型梁是一种新型桥梁结构,目前在世界各国得到了十分广泛的应用,但现有研究大多集中在直线槽型梁,关于曲线槽型梁结构性能的研究尚不深入,本文以一座预应力砼曲线槽型连续梁桥为背景,在现有研究理论的基础上,对其纵向预应力钢束的合理配置问题进行以下研究:(1)从理论上分析槽型梁的受力特点、力学特性以及预应力效应对其产生的影响,利用有限元分析软件ANSYS建立模型,按照梁体是否施加预应力设置不同的工况,对比有无预应力作用时桥梁结构底板、腹板的应力应变情况及支反力数值,研究发现:不论在何种工况作用下,曲线槽型梁始终存在“弯扭耦合”现象,曲线内外侧变形、应力存在差别,尤其是预应力作用时差别最为显著,说明预应力荷载会导致曲线内外侧受力不平衡,其合理配置有深入研究的必要性。(2)按照工程经验对不同类型的纵向应力钢束分别进行位置及张拉力的不对称配置,进行大量有限元模拟并对比分析梁体力学行为,得到结论:钢束位置不对称布置时,调整底板钢束效果最好,钢束张拉力不对称布置时,调整腹板钢束效果最好,两种方式进行对比,更推荐张拉控制应力的不对称布置。同时发现钢束不对称配置对于中跨、边跨的作用效果是不同的,不确定目标直接进行曲线内外侧钢束不对称的调整,很难获得想要的效果。(3)本文将工程实际与MATLAB中的fmincion函数相结合,提出一种纵向预应力钢束不对称配置新想法:在原钢束布置的基础上,取不同类型钢束的张拉控制应力调整量为设计变量,取关键截面的曲线内外侧正应力差值、扭转角绝对值相加最小为目标函数,同时约束混凝土抗裂抗压指标,最终能够得到纵向预应力钢束合适的张拉控制应力数值,并将结果代入ANSYS模型中进行验证,钢束合理配置后曲线槽型梁最大扭转角减小96.30%以上,内外侧正应力差值减小71.96%以上,并且目标函数理论值与有限元解的误差保持4.00%以内,基本符合工程要求的计算精度。

关键词：曲线槽型梁弯扭耦合预应力效应钢束不对称配置序列二次规划算法

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汽车共享下的城市混合交通网络均衡分析

汽车共享下的城市混合交通网络均衡分析

引用

作者：胡宇上海大学

学位级别：硕士

随着我国国民经济的发展和居民生活水平的提高,居民交通出行的需求和距离在不断增加,致使我国机动车保有量急剧攀升。高汽车保有量引发了交通拥挤、能源短缺和环境污染等一系列问题,在这种情况下,“汽车共享”这种新型交通模式应运而生... 详细信息

随着我国国民经济的发展和居民生活水平的提高,居民交通出行的需求和距离在不断增加,致使我国机动车保有量急剧攀升。高汽车保有量引发了交通拥挤、能源短缺和环境污染等一系列问题,在这种情况下,“汽车共享”这种新型交通模式应运而生。目前,对汽车共享的相关研究多是定性研究,少量的定量研究主要集中在通过实证分析探讨引入汽车共享的可行性与影响居民选择汽车共享的因素上。本文将“汽车共享”作为一种重要的交通模式引入到多模式交通网络中,深入探讨混合交通网络的均衡问题。在此基础上,进一步研究交通路口的拥堵问题。首先,构建汽车共享与私家车混合的交通网络均衡模型。在总结前人相关研究的基础上,提出一个更加符合中国城市道路实际情况的分段阻抗函数。根据新的阻抗函数,引入“汽车共享”这一新的交通模式,建立共享汽车与私家车混合的交通网络均衡模型。采用序列二次规划算法和内点算法对模型进行求解,比较两种算法求解的效率与精度。通过三个算例深入分析“距离限制”与“运行单价”对出行者交通模式和路径选择的影响。然后,构建带有线性互补约束的优化模型。引入一个权重参数来代表车辆所进入相位的重要性,在此基础上提出一个带有线性互补约束的优化模型来解决交通信号的优化问题。该模型的目标函数是求每一个周期结束带有权重的总体车辆队伍长度的最小值。接着提出一个改进算法来求解此模型,该算法可以求解出局部最优解。最后列举一个数值案例来研究如何设置算法的初始值以便更加快速地求解出局部最优解。

关键词：汽车共享网络均衡序列二次规划算法内点算法交通信号控制

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