[01243649]基于精准动态搜索的云粒子群算法的建筑结构优化设计

在实际工程结构设计中，经常遇到某些或全部设计变量只能取限定离散值的情况，例如型钢必须符合既定规格要求，钢筋混凝土构件的截面尺寸必须满足建筑模数制要求等。

采用一般的优化设计方法，结果必须经过数据处理，才能够符合工程规范和各项技术标准的要求;但这种经过连续优化方法调整后得到的离散结果，常常需要重验其可行性和可靠性。

在这种情况下，有可能得不到可行的离散解，也有可能所得的解不是离散解。因此，建立适用于离散变量结构优化设计方法是很有工程实用价值的。

粒子群算法是一种非确定性优化算法，具有较好的全局搜索性能。但粒子群算法是自适应性的概率搜索算法，有迭代过程缓慢易陷入“局部最优”等缺点，而云滴优化算法有迭代次数少和局部搜索能力强等特点，所以将二者优点结合在一起，提出基于精准动态搜索因子的云粒子群优化算法。

新算法具有既发挥云滴优化算法的省时、高效的特点，又发挥了粒子群算法全局性好的特点。新算法的核心思想是：算法搜索时采用不同步长，同时将个体粒子群飞行方向范围内的邻域空间划分为正能量飞向区域和负能量飞离区域。

在粒子群搜索过程中，由于基本粒子群优化算法的搜索步长是个定值，容易使算法陷入局部最优值，此算法搜索采用不同步长，在开始根据搜索范围采用较大的步长，随着搜索范围的缩小，步长也相应地随着范围逐步缩小，从而能够实现粒子群算法不同时期的步长动态调整。

然后以粒子群之间的实空间欧式距离为量度，同时将个体粒子群飞行方向范围内的邻域空间划分为正能量飞向区域和负能量飞离区域，利用参数选取实验来确定正能量飞方向范围，以便于下次在此缩小的精准空间搜索，从而使粒子群快速实向现寻优的目的。

然后将基于精准动态搜索因子的云粒子群优化算法应用到建筑结构优化设计中，对各种杆桁架结构进行优化分析。如桁架、框架、板架、网架、排架、板壳等结构或混合结构。组成结构的材料可以是钢、钢筋混凝土或其他材料等。

计算机仿真结果表明，取得满意的结果，具有一定的推广和应用价值。