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

Abstract

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.