بهینه سازی ابعاد سازه‌های فضایی با استفاده از ترکیب الگوریتم ژنتیک و روش‌های گرادیان

نویسندگان

چکیده

یکی از پارامترهای مهم در طراحی سازه‌های فضایی بهینه‌بودن ابعاد و در نتیجه وزن سازه است. بهینه‌سازی ابعادی عمدتاً به‌وسیلة الگوریتم‌های گرادیان و الگوریتم ژنتیک انجام می‌شود. اصول عملکرد الگوریتم‌های گرادیان بر پایة مشتق تابع هدف و قیود مسئله است. عملکرد این الگوریتم‌ها به نقطة اولیه وابسته است و توانایی جستجوی همة فضای طراحی را ندارند. الگوریتم ژنتیک فضای زیادی را جستجو می‌کند ولی توانایی خیلی نزدیک‌شدن به نقطة بهینة اصلی را ندارد. در این مقاله، روشی ارائه شده است که فرآیند بهینه‌سازی با الگوریتم ژنتیک شروع شده است و خروجی آن به عنوان نقطة اولیه در الگوریتم گرادیان قرار داده می‌شود. برای ارزیابی روش ارائه شده، این روش برای بهینه‌سازی ابعاد یک نمونه سازه خرپایی سه عضوی و یک خرپای ده عضوی و همچنین سازة مشبک آنتن سهموی به‌کار برده شده است. نتایج به‌دست آمده نشان می‌دهد که ابعاد بهینة به‌دست آمده از روش ترکیب دو الگوریتم نسبت به نتایج الگوریتم ژنتیک برتری دارد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Size Optimization of Space Structures Using Genetic Algorithm and Gradient Methods

نویسندگان [English]

  • عباس وفایی صفت
  • سید حسین طباطبایی
چکیده [English]

Weight optimization is one of important parameters in space structure design. Size optimization is usually performed using gradient or genetic algorithm. Gradient algorithm is based on derivation of objective function and constraints of problem. The performance of gradient method is depended on start point and do not search all design domain. Genetic algorithm searches all design domains, but it cannot get close to the global optimum. In this paper, a new method is presented for size optimization. The algorithm starts with genetic algorithm and result of genetic algorithm is then used as start point for gradient algorithm. The presented method is used for size optimization of two trusses with three and ten elements. It is also applied on for optimization of a lattice structure of parabolic antenna. The results show that the present algorithm can perform better results compared to genetic algorithm alone.

کلیدواژه‌ها [English]

  • size optimization
  • space structures
  • Genetic algorithm
  • antenna lattice structure
  • Finite Element