检索结果-内蒙古大学图书馆

华中科技大学学报（自然科学版） 2022年第6期50卷 61-67页

作者：王新晶刘德峰高亮李欣华中科技大学机械科学与工程学院湖北武汉430074 中国航空工业集团公司北京长城航空测控技术研究所北京101111 状态监测特种传感技术航空科技重点实验室北京101111

针对当前代理模型序列采样缺少并行采样策略、无法有效利用并行计算资源的问题,提出了一种基于空间分割的代理模型并行序列采样方法.利用Voronoi图将设计空间分割为与样本数量相同的子空间,每个样本的交叉验证误差作为对应子空间的误差... 详细信息

针对当前代理模型序列采样缺少并行采样策略、无法有效利用并行计算资源的问题,提出了一种基于空间分割的代理模型并行序列采样方法.利用Voronoi图将设计空间分割为与样本数量相同的子空间,每个样本的交叉验证误差作为对应子空间的误差指标,利用蒙特卡罗法计算每个子空间的尺寸作为稀疏性指标.以两种指标的权重和计算子空间的样本需求度,确定须要增加样本的目标子空间.每个目标子空间增加一个样本,新增样本同时考虑与该子空间中已有样本及与本次迭代中已加入样本的空间距离,避免样本聚集.通过测试不同权重系数对采样结果的影响得出较优参数,通过对比并行采样与随机采样策略验证其效果.最后,通过与一次性采样和若干序列采样方法对比,验证了所提出并行采样方法的有效性.

关键词：代理模型序列采样昂贵黑箱问题试验设计 Voronoi图并行计算

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基于序列采样算法的轮盘减质优化

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航空动力学报 2014年第9期29卷 2097-2103页

作者：徐胜利刘海涛王晓放宋洋大连理工大学能源与动力学院辽宁大连116024 大连理工大学海洋能源利用与节能教育部重点实验室辽宁大连116024 中国航空工业集团公司沈阳发动机设计研究所沈阳110015

介绍了一种基于蒙特卡罗表述的空间缩减策略和局部边界线搜索的序列采样算法,该算法利用已有样本点的信息缩减原有设计空间,使得在缩减设计空间上生成的新样本点能够同时具有良好的空间填充特性和投影特性.与已有的序列采样算法的比较... 详细信息

介绍了一种基于蒙特卡罗表述的空间缩减策略和局部边界线搜索的序列采样算法,该算法利用已有样本点的信息缩减原有设计空间,使得在缩减设计空间上生成的新样本点能够同时具有良好的空间填充特性和投影特性.与已有的序列采样算法的比较结果表明,该算法具有较高的采样效率和采样质量.采用此序列采样算法结合Kriging模型和遗传算法进行轮盘减质优化,优化结果减质10%.该序列采样算法为工程结构的优化提供了一条灵活有效的途径.

关键词：空间缩减序列采样代理模型轮盘减质优化

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基于k-fold交叉验证的代理模型序列采样方法

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计算力学学报 2022年第2期39卷 244-249页

作者：李正良彭思思王涛重庆大学土木工程学院重庆400045 重庆大学山地城镇建设与新技术教育部重点实验室重庆400045

在代理模型序列采样框架下,针对现有研究中的不足之处,通过引入k-fold交叉验证计算样本的预测误差,并结合泰森多边形法和最大距离最小化准则,发展了一种适用于任意代理模型的k-fold CV-Voronoi自适应序列采样方法。相较于传统序列采样方... 详细信息

在代理模型序列采样框架下,针对现有研究中的不足之处,通过引入k-fold交叉验证计算样本的预测误差,并结合泰森多边形法和最大距离最小化准则,发展了一种适用于任意代理模型的k-fold CV-Voronoi自适应序列采样方法。相较于传统序列采样方法,本文方法具有计算简单和自适应性强等显著优势。通过数值算例和工程算例对比分析发现所提序列采样方法具有较高的近似精度和计算效率,此外,进一步讨论了k-fold交叉验证中k的不同取值对于代理模型精度的影响,总结出k的最优取值范围以供参考。

关键词： k-fold交叉验证序列采样代理模型泰森多边形

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基于模型聚合和序列采样的产品设计优化方法研究

基于模型聚合和序列采样的产品设计优化方法研究

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作者：姜正华中科技大学

学位级别：博士

复杂产品通常由多个部件组成,且这些组件间彼此影响、相互作用,使得整个设计优化过程极为复杂。计算机仿真技术是求解这一类问题的有效手段之一。该技术通过建立对象问题的数字化模型,并借助计算机实验来模拟物理实验过程,随后采用迭代... 详细信息

复杂产品通常由多个部件组成,且这些组件间彼此影响、相互作用,使得整个设计优化过程极为复杂。计算机仿真技术是求解这一类问题的有效手段之一。该技术通过建立对象问题的数字化模型,并借助计算机实验来模拟物理实验过程,随后采用迭代寻优实现问题最优解的获取。然而随着人们对产品性能要求的不断提升,仿真模型的精度越来越高,仿真过程所耗费的时间成指数增长,严重阻碍了这项技术在工程实践中的有效应用。为了解决这个问题,许多学者提出了基于近似模型的设计优化方法(Surrogate Based Design Optimization,SBDO),SBDO通过近似模型技术代替复杂耗时的计算机仿真分析,并辅以合适的优化求解策略,达到降低计算资源耗费和减轻设计问题复杂程度的目的,在工程应用中表现出巨大的潜力。基于模型聚合和序列采样的产品设计优化方法作为一种SBDO方法,利用聚合模型高精度和高鲁棒性的优势、序列采样方法对样本集合的合理配置特性、以及符合工程设计特点的协调分解策略,为产品的设计优化问题提供了有效的解决手段。该方法采用聚合模型代替计算成本高昂的隐式目标函数或约束条件,作为整个优化过程的基础；使用序列采样过程实现样本集合的合理配置,保证了聚合模型的精度；通过建立在聚合模型基础之上的协调分解策略,为优化问题提供了高效灵活的求解手段。因此,近似模型的聚合技术、基于近似模型的序列采样技术和产品设计优化的协调分解技术构成了基于模型聚合和序列采样的产品设计优化的核心关键内容。本文将围绕这三方面展开进一步研究：首先,介绍了基于模型聚合和序列采样的产品设计优化方法涉及的相关数学模型,给出了与本文相关的概念和术语,阐述了现有研究的不足,并在此基础上提出了基于模型聚合和序列采样的产品设计优化研究框架。其次,提出了全局和局部混合加权的聚合建模方法(ES-HGL)。预测点处的权重值根据其在设计空间的位置按照全局或局部方法计算,随后根据单一权重值计算方法的缺点对求得的权重值进行修正。由于不同权重值计算方法均基于相同的误差矩阵,因此ES-HGL聚合建模方法可以在计算量和单一权重值计算方法相近的情况下得到精度和鲁棒性更高的聚合模型,为后续优化过程提供坚实的模型基础。再次,提出了基于Voronoi空间划分和自适应采样半径的序列采样方法(ASR-Voronoi)。将填充点的位置限制在敏感Voronoi单元内,使填充点始终位于模型误差较大的区域,保证了序列采样过程的稳定性。考虑到现有方法灵活性的不足,引入自适应采样半径的概念。通过采样半径的大小来反映近似模型拟合的难易程度,并以此实现了填充点在敏感Voronoi单元内的自由配置,平衡了开采和勘探策略的均衡性。ASR-Voronoi方法是一种近似模型更新策略,保证了聚合模型在有限样本集合下具有较高的预测精度,为优化求解过程提供了更高精度的聚合模型。接着,提出了基于组合物理规划的目标级联分析方法(ATC-CPP).该方法试图改善目标级联分析方法在求解产品设计优化问题时为了严格满足一致性约束条件而造成求解效率低下的问题。通过引入组合物理规划方法,根据目标级联分析优化框架的需求,部分简化了偏好度函数的函数曲线形式,同时对综合目标函数进行了修正,使优化过程和解决方案更加符合工程设计习惯。然后,提出了基于模型聚合和序列采样的产品设计优化的集成优化框架,并将相关方法成功应用于某超重型数控机床的设计优化中,结果表明本文所提出的方法能有效解决产品的设计问题。最后,对全文的研究工作做了总结,并对未来的研究方向展开了一定的设想。

关键词：聚合建模序列采样目标级联分析组合物理规划产品设计优化

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几种单一代理模型和混合代理模型序列采样策略及其应用

几种单一代理模型和混合代理模型序列采样策略及其应用

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作者：余恩恩华中科技大学

学位级别：硕士

船体结构设计是一个多参数、高复杂性的设计问题,且伴随着大量耗时的计算仿真实验。代理模型技术能够利用少量真实样本值预估全局任意设计方案下响应结果,可以为船体结构设计工作者提供设计辅助。如何提高和保证代理模型的预测精度是一... 详细信息

船体结构设计是一个多参数、高复杂性的设计问题,且伴随着大量耗时的计算仿真实验。代理模型技术能够利用少量真实样本值预估全局任意设计方案下响应结果,可以为船体结构设计工作者提供设计辅助。如何提高和保证代理模型的预测精度是一个重要的问题,本文开展单一代理模型和混合代理模型序列采样策略研究,论文的主要工作如下:鉴于代理模型序列采样点应均匀化,同时高非线性响应区域应重点关注,提出了一种同时考虑设计空间和响应空间信息的特征量:空间曲线距离。借鉴最小距离最大化方法,建立了最小空间曲线距离最大化准则,该准则不依赖于代理模型的类型,因此具有通用性。使用17个测试函数进行测试,并与常用的经典MSE准则结果进行对比,结果表明新提出的采样方法使得最终代理模型的整体预测精度更高。在简要说明子代理模型混合策略基本理论的基础上,介绍了一种使用推广交叉验证方法,实现变加权形式的混合策略。然后进一步考虑将混合代理模型与序列采样方法的结合,提出2种采样策略:子代理模型综合采样后再混合与直接基于混合代理模型序列采样。使用数学测试函数分别进行对比实验,计算结果表明混合代理模型序列采样的策略更优,能够更大程度综合混合代理模型与序列采样的优势,提高代理模型精度。考虑到部分实际问题更加关注某些局部区域的响应预测精度,提出了针对局部半封闭区域和封闭区域进行重点采样的采样策略。分别引入sigmoid函数和正态函数作为补充系数,调整半封闭区域和封闭区域的重要程度以实现局部重点采样。数学测试函数结果表明局部采样策略在对应的局部重点区域具有更高的预测精度,说明了局部采样策略的有效性。最后将提出的单一代理模型序列采样策略、混合代理模型序列采样策略,以及局部重点区域序列采样策略应用于典型船底双层底板架结构应力预测,其中用交叉梁系模型进行双层底板架结构应力计算,用7个参数作为代理模型的输入。计算结果表明所有方法都相应地提高了代理模型的预测精度。本文提出的单一代理模型序列采样策略、混合代理模型序列采样策略与局部重点采样策略都能够在不同需求情况下提高代理模型的预测精度,研究工作为实际工程设计耗时的仿真计算快速预报提供了有益的参考。

关键词：代理模型混合代理模型序列采样局部重点序列采样船体结构设计

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基于支持向量回归模型的序列采样方法研究

基于支持向量回归模型的序列采样方法研究

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作者：缪继华华中科技大学

学位级别：硕士

基于近似模型的设计方法采用近似模型和采样方法来代替复杂冗长的计算机仿真,被广泛应用于现代工程设计的各个领域。然而,目前针对近似模型技术的研究只是将近似模型作为一种建模手段,重点主要集中在采样方法,弱化了模型在整个过程中的... 详细信息

基于近似模型的设计方法采用近似模型和采样方法来代替复杂冗长的计算机仿真,被广泛应用于现代工程设计的各个领域。然而,目前针对近似模型技术的研究只是将近似模型作为一种建模手段,重点主要集中在采样方法,弱化了模型在整个过程中的作用,没有将两者作为一个统一的整体来进行研究。进行填充时,利用到的信息也主要停留在空间分布或者交叉验证信息。针对这些不足,本文主要做了以下三个方面的工作。首先,本文在支持向量回归模型的基础上,通过分析模型中支持向量点的特征,提出了一种基于支持向量回归模型序列采样方法(SV-Voronoi)。SV-Voronoi序列采样利用Voronoi图对设计空间进行划分,找到当前样本集合下预测误差最高的区域,并在该区域内寻找距离当前样本点最远的点作为新的填充点,保证了序列采样过程的稳定性。其次,为了解决样本点规模增加带来的参数不匹配问题,引入交叉验证和网格搜索优化支持向量回归模型的参数组。现有的方法利用支持向量回归模型作为建模手段时,忽略了参数对于建模的影响,通常都是预先设置一组参数以供后续的使用。随着序列采样过程的深入,样本点集合的规模和分布情况也在发生着变化,固定参数组往往会导致模型误差累积的现象。根据样本点集合实时调整这些参数,则能够有效的避免这些问题。最后,将本文提出的SV-Voronoi序列采样方法应用于可调距螺旋桨桨毂结合面的间隙问题研究。结果表明,本文所提出的方法能够准确地建立不同工况下的间隙响应模型,证实了SV-Voronoi序列采样方法的工程应用能力。

关键词：支持向量回归序列采样近似模型可调距螺旋桨

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一种基于空间缩减策略的序列采样算法

一种基于空间缩减策略的序列采样算法

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作者：徐胜利刘海涛王晓放 116024 辽宁省大连市凌工路2号

本发明属于工程设计与优化领域，涉及一种基于空间缩减策略的序列采样算法，包括以下步骤：1）通过识别已有样本点的拒绝区间，得到缩减的设计空间Sl；2）在缩减后的子空间上用蒙特卡洛方法生成大量的随机点，然后将这些随机点映射到原... 详细信息

标准号: CN103207936A

本发明属于工程设计与优化领域，涉及一种基于空间缩减策略的序列采样算法，包括以下步骤：1）通过识别已有样本点的拒绝区间，得到缩减的设计空间S_l；2）在缩减后的子空间上用蒙特卡洛方法生成大量的随机点，然后将这些随机点映射到原始设计空间。计算随机点与已有样本点之间的空间距离，根据最小距离最大化准则选择一些表现最好的随机点作为备选样本点集P；3）识别备选样本点集P所在的可行区域，然后在这些可行区域上使用局部边界线搜索（LBS）算法进行搜索，将得到的最优解作为下一个样本点；4）检查算法是否达到终止条件，若是，采样结束；否则，转步骤1）。本方法高效地获得质量很高的样本集，能大大节省工程设计和优化问题的计算代价，提高工作效率。

关键词：样本点随机点算法缩减工程设计可行区域蒙特卡洛方法工作效率计算代价进行搜索空间距离设计空间序列采样优化问题原始设计最小距离边界线采样映射样本终止准则优化检查

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一种基于空间缩减策略的序列采样算法

一种基于空间缩减策略的序列采样算法

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作者：徐胜利刘海涛王晓放 116024 辽宁省大连市凌工路2号

标准号: CN103207936B

关键词：随机点样本点算法缩减工程设计可行区域已有样本备选搜索蒙特卡洛方法识别最大化准则工作效率基于空间计算代价空间距离设计空间序列采样优化问题原始设计终止条件最小距离下一个样本集映射到子空间最优解边界线采样一种生成节省计算拒绝优化检查涉及选择表现结束进行

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一种深海热液序列采样器

一种深海热液序列采样器

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作者：杨灿军吴世军王杭州周丽娟张佳帆刘芳芳 310027 浙江省杭州市西湖区浙大路38号

本发明公开的深海热液序列采样器包括一个控制单元和多个采样单元，控制单元主要包括电磁耦合线圈、电路腔以及温度探头，每个采样单元包括一个采样阀和一个采样筒，采样阀的进液口连接采样管，出液口连接采样筒，并通过水密线缆与电路... 详细信息

标准号: CN100554920C

本发明公开的深海热液序列采样器包括一个控制单元和多个采样单元，控制单元主要包括电磁耦合线圈、电路腔以及温度探头，每个采样单元包括一个采样阀和一个采样筒，采样阀的进液口连接采样管，出液口连接采样筒，并通过水密线缆与电路腔相连。采样筒由串连在一起的采样腔和蓄能腔组成，可保持样品的压力，进行样品的等压转移。采样阀采用单次触发的驱动机构，可大大降低系统的功耗，使序列采样器具有长期布置的能力。序列采样器各采样单元之间相互独立，可根据需要进行任意配置，大大提高了采样器的可靠性和适用性。

关键词：采样采样单元序列采样采样阀电路电磁耦合线圈驱动机构深海热液温度探头采样管采样器出液口进液口串连连接触发单次功耗水密线缆转移

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一种基于交叉验证的自适应序列采样算法

一种基于交叉验证的自适应序列采样算法

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作者：徐胜利刘海涛王晓放 116024 辽宁省大连市凌工路2号

本发明属于工程设计与优化领域，涉及一种基于交叉验证的自适应序列采样算法，其特征包括以下步骤：通过泰森图解法根据已有试验点将设计空间分割为一系列泰森多边形，每个泰森多边形用蒙特卡罗方法近似描述；根据交叉验证方法估算泰森... 详细信息

标准号: CN103488821A

本发明属于工程设计与优化领域，涉及一种基于交叉验证的自适应序列采样算法，其特征包括以下步骤：通过泰森图解法根据已有试验点将设计空间分割为一系列泰森多边形，每个泰森多边形用蒙特卡罗方法近似描述；根据交叉验证方法估算泰森多边形区域的误差特性，选择误差最大的泰森多边形区域作为敏感区域；在识别出的敏感区域中根据局部填充原则选取下一个试验点；检查算法是否达到终止条件，若是，采样结束；否则，重新开始。本方法简单高效，适用面广，能以较少的试验点获得较精确的近似模型，大大节省工程设计和优化问题的计算代价，提高工作效率。

关键词：多边形区域工程设计敏感区域试验点算法交叉验证方法工作效率计算代价简单高效交叉验证近似描述近似模型设计空间填充原则误差特性序列采样优化问题图解法采样面广估算终止分割试验优化检查

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