罚函数法

摘要： 本文研究了一类带等式和不等式约束的双层规划问题,首先利用下层问题的KKT条件将双层规划转化为单层约束规划问题;其次结合罚函数法,构造了一种新的填充函数,并探讨了它的性质;最后基于构造的填充函数,获得了一种求解双层规划问题的填充函数法,并通过数值实验说明了该算法的可行性.

摘要： 针对三维数值流形法中罚函数法施加任意方向边界位移和多步加载误差累积问题,通过修正传统三维数值流形法控制方程中的位移边界部分,推导出含沿着某一方向施加边界位移条件和相应的分步加载情况的计算公式,以期扩大控制方程在位移边界处理上的适用范围和减少多步加载误差累积效应。选取2个典型算例进行数值模拟和对比分析,验证该方法的准确性。计算结果表明:文中方法的计算结果与解析解相吻合,修正公式适用于不同方向施加边界位移的情况,具有较强的适应性;考虑位移边界误差修正比不考虑误差修正的计算精度高;随分步加载步数的增多,不考虑位移边界误差修正的累积计算误差逐渐增大,考虑位移边界误差修正的则影响不大。

摘要： 针对化学反应算法收敛速度慢的问题,结合罚函数法将最优潮流问题转化为一个无约束求极值问题,在标准IEEE30节点系统中进行仿真计算,并与其他优化算法进行了比较分析,结果表明所提方法收敛效果更好,精度更高。

摘要： 针对罚函数法在求解约束优化问题时罚系数不易选取的问题,提出一种基于动态罚函数的差分进化算法。利用罚函数法将约束优化问题转化为无约束优化问题。为平衡种群的目标函数和约束违反程度,结合ε约束法设计了一种动态罚系数策略,其中罚系数随着种群质量和进化代数的改变而改变。采用差分进化算法更新种群直到搜索到最优解。对IEEE CEC 2010和IEEE CEC 2017两组基准测试集进行仿真实验,结果表明提出的算法具有较强的寻优性能。

摘要： 随着电力系统与天然气系统耦合程度的不断加深,电-气综合能源系统的优化运行成为当下研究热点。然而,电力与天然气系统的非凸非线性为模型的优化求解带来了巨大挑战,诸多研究工作对模型做了简化处理可能导致调度策略不可行。为此,文中构建了电-气综合能源系统优化模型,采用较为精细的电网交流潮流模型和气网稳态模型构成电-气综合能源系统模型,并采用粒子群(Particle Swarm Optimization,PSO)算法进行求解。为考虑复杂的耦合系统约束,文中将基于分别循环迭代的电-气综合能源系统能量流计算方法嵌入粒子群算法中,根据粒子位置得到非平衡机组出力、非平衡气井产气量,通过能量流计算得到系统的运行状态,进而将上下限约束作为罚项添加到粒子的评价函数中,并赋以较高的权重。在仿真验证中,文中将13节点电力网络与7节点天然气网络耦合作为测试系统,验证了优化方法的有效性。

摘要： 基于矿用液压支架顶梁结构的特点,以ZY8650型掩护梁液压支架为研究对象,构建矿用液压支架顶梁带焊缝模型,采用罚函数法对模型进行接触处理,并对所构建的模型进行网格划分,开展具体模型分析计算。根据分析计算结果来看,带焊缝顶梁的实际应力和位移均大于无焊缝顶梁。在矿用液压支架顶梁设计中必须要对焊缝所造成的影响进行综合考虑,以此来降低矿用液压支架的使用风险。

摘要： 针对再生塔反应精馏特点,基于再生塔机制模型,建立再生塔能耗优化模型.运用非线性规划优化方法中的罚函数法及牛顿法,以进入再生塔的富液温度为决策变量,对再生塔能耗进行优化.结果表明:在最优富液入塔温度条件下,返塔冷凝液温度和富液升温差的敏感性较差,将富液入塔温度作为决策变量可忽略其影响;再生塔塔底压力的增大有利于降低再生能耗;气相流率的减小有利于降低再生能耗;本文中提供的优化方法有效可靠.

摘要： 某型飞机地板网格翻转操作平台的一个输出接头通过接触受力的形式传递载荷,该连接形式无法使用常规线弹性静力学求解。由于该接触问题具有普遍性,本文结合相关的接触分析软件,对该结构进行了接触仿真分析,完成了结构的强度校核,提供了一个接触分析通用的解决方案。

摘要： 本文采用罚函数方法对矩形截面钢筋混凝土简支梁进行优化设计，分别用罚函数法中的三种方法进行了优化，并对罚函数法中的三种优化结果进行了比较，结果表明：对于优化设计来说应该选择合适的方法，以便用最简便的方法而得到最优的效果。

摘要： 本文采用罚函数方法对矩形截面钢筋混凝土简支梁进行优化设计,分别用罚函数法中的三种方法进行了优化,并对罚函数法中的三种优化结果进行了比较,结果表明:对于优化设计来说应该选择合适的方法,以便用最简便的方法而得到最优的效果。

摘要： 研究了区间Daubechies(DB)小波在求解大变形问题中的应用.利用区间小波分析中的基本尺度函数和边界尺度函数作为基函数近似未知的场函数,不必类似有限元法和传统的无网格法花很大代价去构造所谓的形函数.文中基于增量格式建立了新方法在大变形问题中的求解方案.由于小波尺度函数缺乏插值性质,本文采用罚函数法施加本质边界条件.大变形问题的数值算例证明了该方法的稳定性和有效性.

摘要： 随着集成电路集成度越来越高,信号完整性问题越来越突出,以至于不能不考虑电路之间的串扰.在规定的区域如何设计电路尺寸才能使串扰最小,是信号完整性中的一个重要并且工程性实际的问题.根据这个问题建模,研究对象是一个耦合传输线模型,耦合传输线的耦合系数大小体现了串扰的大小,最终是寻找双线间距、线宽使耦合系数最小的最优化问题.由于这是一个非线性目标函数、线性约束条件、目标函数不容易求导的最优化问题,采用罚函数法将该问题转化为无约束问题,采用模式搜索求解不用求导最优化问题,并提出了模式搜索法的改进方法——权重模式搜索法.

摘要： 基于MATLAB对声振分析软件VA One进行了二次开发,并应用于SEA模型的建立、加载、求解和提取结果,以及应用于声学优化设计.在声学优化设计中,采用罚函数法将有约束问题转化为无约束问题,并采用遗传算法进行优化,求得了最优结果.

摘要： 原料场混匀过程作为钢铁生产的第一道工序，通过调整配比使多种来源的不同含铁矿物均匀混合，保证进入烧结机的混匀矿原料满足生产工艺要求。针对配料过程原料种类众多、约束条件复杂、生产需求变更等问题,本文提出了一种基于知识协调的混匀配料智能优化方法.首先在深入分析混匀过程工艺特点及影响因素基础上,基于物料守恒建立混匀过程配比优化模型;考虑到模型具有非线性、强约束和多级值的难点,提出一种基于知识协调的混匀配料智能优化方法,采用遗传算法与罚函数法对其进行优化求解,并结合人工经验建立专家知识协调规则,对与配料方案进行二次优化调整,保证混匀料堆各质量指标均满足实际生产约束限制.实际数据验证结果表明,本文所提方法能够很好地求解混匀配料问题,保证混匀料质量指标满足生产约束前提下,最大限度地实现原料场混匀矿成本最小化的目标.

摘要： 合理的轧制规程是使轧制过程达到最佳状态的重要保证，本文采用等相对负荷作为目标函数，利用罚函数法将有约束的最优问题转化成无约束的最优问题，采用粒子群算法进行智能化寻优，对冷连轧规程进行了优化设计，并给出了优化结果。

摘要： 本文阐述了负荷建模的研究意义,对计及参数约束条件的多项式负荷模型的建立进行了详细的介绍.引入了拉格朗日乘子法和罚函数法两种负荷模型的参数辨识方法,并对其辨识原理进行了较为深入的分析.最后,将拉格朗日乘子法和罚函数法应用于实测数据的负荷模型参数辨识中,通过仿真算例比较了两种方法的辨识能力.

摘要： 块堆堆芯主容器在运输及吊装过程中的跌落事故通常伴随几何非线性问题,材料非线性问题和接触非线性问题.对主容器动力响应的研究必须同时计入以上影响因素.文中采用4节点薄壳单元Shell163,基于率相关的等向强化材料模型、最大失效应变的破坏判据及显示求解的中心差分法,应用主从接触点搜寻法和罚函数法来模拟跌落过程中主容器的动态响应.计算结果表明,碰撞过程中主容器底封头和锥顶盖部位应力值显著增加且局部出现塑性变形,因此需要对该部位进行加固以避免主容器局部损坏.

摘要： 建立了无网格MLPG(the Meshless Local Petrov-Galerkin)混合配点法求解二维弹性体位移、应力的数学模型，使用罚函数法添加本质边界条件，并将其应用到结构形状优化，结合遗传算法提出了一种新的连续体结构优化设计方法。对于节点支持域半径的选取进行了重点探讨，提出了一种动态支持域选择方法，建立了基于MLPG混合配点法的优化模型，对实际的两个工程算例进行了形状优化，并与现有结果比较，验证了该方法的有效性。

摘要： 一种振动法和传递函数法结合的试桩技术，涉及土木建筑工程中桩基的测试方法。其特征在于，利用振动法所测得的刚度和传递函数法计算的单桩极限承载力与刚度的比值Kr，来确定单桩实际承载力。该技术求解承载力和刚度之间的关系，并改变了大应变测试设备笨重的状况和小应变全凭经验确定单桩承载力的方式，使得单桩承载力测试精度明显得到提高。

摘要： 一种振动法和传递函数法结合的试桩技术，涉及土木建筑工程中桩基的测试方法。其特征在于，利用振动法所测得的刚度和传递函数法计算的单桩极限承载力与刚度的比值Kr，来确定单桩实际承载力。该技术求解承载力和刚度之间的关系，并改变了大应变测试设备笨重的状况和小应变全凭经验确定单桩承载力的方式，使得单桩承载力测试精度明显得到提高。

摘要： 本发明公开了一种基于内点惩罚函数法的边部减薄多点优化控制方法，属于冶金轧制技术领域，按如下步骤进行：步骤一：从边部减薄检测装置中实时采集数据及处理；步骤二、通过有限元模拟的方法，计算出工作辊横移边部减薄的影响程度，建立调控功效系数矩阵；步骤三、基于内点惩罚函数法，计算调整机构的调整量；步骤四、将横移量输出到工作辊横移执行机构。本发明的边部减薄多点控制方法，通过有限元仿真建立调控功效系数向量，采用内点惩罚函数的优化方法对带钢边部进行多目标监控、优化，实现了边部减薄多目标优化，综合考虑了带钢边部减薄的连续性，提高了对边部减薄的控制精度。

摘要： 本发明提供一种基于遗传算法和罚函数法的板形机构调节量优化方法，属于冶金轧制领域，首先根据板形调控功效系数矩阵构建评价函数，然后将评价函数转换为一个约束极值问题，然后通过罚函数法、评价函数构建遗传算法的适应度函数，利用遗传算法迭代计算最优值。本发明使用遗传算法与罚函数结合的方法在保证板形误差较小时，各板形执行机构的调节量分配得到最优；由于其编程简单，计算效率高，且变量个数不受限制，将其引入到板形控制系统中，可以极大的提升计算精度与效率。

摘要： 本发明提出一种外罚函数法与Powell算法结合的协同定位方法，无线传感网络中，绝对坐标是可以利用相对坐标通过坐标系转换得到，所以已知相对坐标就可以解决问题。在本发明中，假设节点之间的距离都可以通过TOA（Time Of Arrival，时间到达法）测得。通过建立非线性规划的方法来解决节点间的相对位置问题，即协作定位。在非线性规划问题中利用外罚法把带有约束条件的规划问题化解为无约束的规划问题，再利用Powell（鲍威尔算法）解决协作定位中各个节点的最优解问题。通过仿真实验发现，即使在测距值很大的情况下，也可以保证节点间的相对坐标的精度，并且初始坐标影响并不明显，节点个数越多，连通性越强，最终的优化精度越高。

摘要： 本发明提供一种基于遗传算法和罚函数法的板形机构调节量优化方法，属于冶金轧制领域，首先根据板形调控功效系数矩阵构建评价函数，然后将评价函数转换为一个约束极值问题，然后通过罚函数法、评价函数构建遗传算法的适应度函数，利用遗传算法迭代计算最优值。本发明使用遗传算法与罚函数结合的方法在保证板形误差较小时，各板形执行机构的调节量分配得到最优；由于其编程简单，计算效率高，且变量个数不受限制，将其引入到板形控制系统中，可以极大的提升计算精度与效率。

摘要： 本发明公开了一种基于内点惩罚函数法的边部减薄多点优化控制方法，属于冶金轧制技术领域，按如下步骤进行：步骤一：从边部减薄检测装置中实时采集数据及处理；步骤二、通过有限元模拟的方法，计算出工作辊横移边部减薄的影响程度，建立调控功效系数矩阵；步骤三、基于内点惩罚函数法，计算调整机构的调整量；步骤四、将横移量输出到工作辊横移执行机构。本发明的边部减薄多点控制方法，通过有限元仿真建立调控功效系数向量，采用内点惩罚函数的优化方法对带钢边部进行多目标监控、优化，实现了边部减薄多目标优化，综合考虑了带钢边部减薄的连续性，提高了对边部减薄的控制精度。

摘要： 本发明提出了一种基于外点罚函数法的风电场储能容量的优化配置方法，包括以下步骤：A1：读取目标系统的发输电数据，常规机组数据，风电数据，以及储能的参考容量与功率，并生成符合计算需要的数据类型；A2：离散化风电出力，然后过滤风电数据，结合负荷数据计算得出需要的储能配置的参考值；本方法能够提高风力系统的计算值，采用粒子群算法进行优化算法，能够快速找到最优解，采用灵敏度分析的方式，避免大量求解储能运行最优策略带来的时间消耗，给出一个储能配置方案的比较好的次优解。

摘要： 本发明提供一种基于罚函数法的无线供电线圈匝数的优化方法，所述优化方法为将无线供电系统中感应线圈匝数的优化函数和实际设计中匝数会受到线圈整体尺寸限制所形成的约束函数通过特定的方式构成一个新的函数，这个新函数既包含优化目标函数，又包含约束函数以及一个可变的惩罚因子，通过迭代过程中惩罚因子的改变来限制匝数的迭代计算，使其不超出线圈尺寸的约束范围，保证迭代计算出的匝数在实际工程中的可行性。利用罚函数法中的内罚法所具有的约束内迭代的方式，在优化过程中将线圈匝数所受到线圈整体尺寸的限制考虑在内，计算出在实际设计条件限制下使得系统传输效率最大的线圈匝数分布，保证了优化结果的可行性。

摘要： 本发明提出一种外罚函数法与Powell算法结合的协同定位方法，无线传感网络中，绝对坐标是可以利用相对坐标通过坐标系转换得到，所以已知相对坐标就可以解决问题。在本发明中，假设节点之间的距离都可以通过TOA（Time Of Arrival，时间到达法）测得。通过建立非线性规划的方法来解决节点间的相对位置问题，即协作定位。在非线性规划问题中利用外罚法把带有约束条件的规划问题化解为无约束的规划问题，再利用Powell（鲍威尔算法）解决协作定位中各个节点的最优解问题。通过仿真实验发现，即使在测距值很大的情况下，也可以保证节点间的相对坐标的精度，并且初始坐标影响并不明显，节点个数越多，连通性越强，最终的优化精度越高。