基于改进果蝇算法的输电塔结构局部优化研究

来源 :河北工程大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:michael_zhang_x
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伴随着人民日常生产生活中耗电产品的增多,设计出满足高电压、长距离、大容量的新型输电塔成为了亟待解决的难题。因具有诸多显著优点,桁架结构被广泛应用于输电塔结构设计,使得结构构件自重减小、整体稳定性提高、相对荷载性能增强、各杆件之间协调更灵活。研究人员通常利用桁架结构优化的方法提升输电塔结构性能。输电塔优化设计首先要满足结构基本功能和正常使用需求,然后以最小的成本消耗换取最大的使用效益。
  鉴于有限元软件及智能优化方法的不断发展和完善,以及果蝇算法在工程结构优化设计中的良好表现,此次提出了一种应用于输电塔结构优化设计的新方法,即将免疫算法与果蝇算法进行融合,融合免疫算法的改进果蝇算法(Improved fruit fly optimization algorithm based on immune algorithm,IAFOA)可以有效提升标准果蝇算法面对输电塔结构优化问题的求解能力。该方法先将输电塔结构的截面、拓扑和形状变量统一转化为离散变量,再把输电塔截面优化设计转化为标准化0-1背包问题,改进后的果蝇优化算法被应用于实现输电塔的结构优化设计过程中。
  IAFOA利用免疫算法改善基本算法易陷入局部极值的缺陷,即当进化停滞步数t大于进化停滞步数阈值T时,执行免疫操作来该改进种群多样性进而平衡果蝇优化算法的全局与局部搜索能力,通过标准函数及求解0-1背包问题的测试验证改进算法具有较好的鲁棒性。优化实例表明,IAFOA的各方面性能均有较大提升,尤其是在针对优化稳定性和可能陷入局部最优解等问题时有显著改进,具有良好的全局搜索能力。输电塔结构优化方法在IAFOA的参与下优化性能得到增强,且通用性强,应用前景广阔。该研究为输电塔结构优化提供了新思路。
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