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用于具有昂贵目标和约束的黑盒优化问题的基于滤波器的自适应克里格方法。 (英语) 兹比尔1440.62299

摘要:为了降低求解具有昂贵目标和约束的工程设计优化问题的计算成本,本文提出了一种新的基于滤波器的自适应克里金方法,称为FLT-AKM。在FLT-AKM中,基于滤波器的概念,提出了一种约束改进概率(PCI)准则,以连续生成新样本,用于更新目标和约束的克里金元模型。每次迭代时,在PCI最大化的位置分配一个填充采样点,以实现优化和可行性方面的潜在改进。新增加的填充样本点连续更新Kriging元模型,使得FLT-AKM搜索快速收敛到全局最优。通过与几种广泛使用的基于元模型的约束优化方法的比较,在一些数值基准问题上测试了所提出的FLT-AKM方法的性能。比较结果表明,FLT-AKM在全球收敛性和效率性能方面总体上优于竞争对手。最后,FLT-AKM成功应用于一个全电动GEO卫星MDO问题。优化结果表明,与我们之前的研究相比,FLT-AKM能够以更少的计算预算找到更好的可行设计,这证明了所提出的FLT-AKM方法对于解决实际昂贵的黑盒工程设计优化问题的有效性和实用性。

MSC公司:

62K05美元 最佳统计设计
60G35型 信号检测和滤波(随机过程方面)
62K20型 响应面设计
90 C56 无导数方法和使用广义导数的方法

软件:

EGO公司
PDF格式BibTeX公司 XML格式引用
全文: 内政部

参考文献:

[1] Wang,G.G。;Shan,S.,《支持工程设计优化的元建模技术综述》,J.Mech。设计。,129, 4, 370-380 (2007)
[2] Forrester,A.I.J。;Keane,A.J.,《基于代理的优化的最新进展》,Prog。Aerosp.航空公司。科学。,45, 1-3, 50-79 (2009)
[3] Queipo,N.V。;哈夫特卡,R.T。;Shyy,W.,基于代理的分析和优化,Prog。Aerosp.航空公司。科学。,41, 1, 1-28 (2005)
[4] 维亚纳,F.A.C。;哈夫特卡,R.T。;Steffen,V.,《多重代理:交叉验证误差如何帮助我们获得最佳预测值,Struct》。多磁盘。最佳。,39, 4, 439-457 (2009)
[5] 辛普森,T.W。;毛利,T.M。;Korte,J.J.,基于仿真的多学科设计优化中的全局逼近克里格模型,AIAA J.,39,12,2233-2241(2001)
[6] Shi,R。;刘,L。;Long,T.,一种基于二次规划的有效径向基函数集成方法,工程优化。,48, 7, 1202-1225 (2016)
[7] 金·R。;Chen,W。;Simpson,T.W.,《多建模标准下元建模技术的比较研究》,结构。多磁盘。最佳。,23, 1, 1-13 (2001)
[8] Jones,D.R。;Schonlau,M。;Welch,W.J.,《昂贵黑盒函数的高效全局优化》,J.global Optim。,13, 4, 455-492 (1998) ·Zbl 0917.90270号
[9] F.A.维亚纳。;哈夫特卡,R.T。;Watson,L.T.,多代理技术辅助的高效全局优化算法,J.global Optim。,56, 2, 669-689 (2013) ·Zbl 1275.90072号
[10] 萨塞纳,M.J。;帕金森,M。;Reed,M.P.,《通过基于近似的自适应实验设计改进人机工程学测试程序》,J.Mech。设计。,127, 5, 1006-1013 (2005)
[11] 乔杜里,A。;Haftka,R.T.,《具有自适应目标设置的高效全局优化》,AIAA J.,52,7,1573-1578(2014)
[12] 李,E。;Ye,F。;Wang,H.,Alternative Kriging-HDMR optimization method with expected improvement sampling strategy,工程计算。,34, 6, 1807-1828 (2017)
[13] Wang,L。;Shan,S。;Wang,G.G.,昂贵黑盒函数全局优化的模式追踪抽样方法,工程优化。,36, 4, 419-438 (2004)
[14] Cheng,G.H。;Younis,A。;Hajikolaei,K.H.,高维设计问题全局优化的基于信赖域的模式追踪抽样方法,J.Mech。设计。,137,2,第021407条pp.(2015)
[15] Alexandrov,新墨西哥州。;丹尼斯·J·E。;Lewis,R.M.,用于管理近似模型在优化中的使用的信任区域框架,Struct。最佳。,15, 1, 16-23 (1998)
[16] Long,T。;吴博士。;Guo,X.,使用智能空间探索策略的高效自适应响应面方法,Struct。多磁盘。最佳。,51, 6, 1335-1362 (2015)
[17] Shi,R。;刘,L。;Long,T.,使用支持向量机的序贯径向基函数进行昂贵的设计优化,AIAA J.,55,1,214-227(2016)
[18] Regis,R.G。;Shoemaker,C.A.,在高维昂贵的黑盒优化中结合径向基函数代理和动态坐标搜索,工程优化。,45, 5, 529-555 (2013)
[19] 哈吉科莱,K.H。;Cheng,G。;Wang,G.,元模型支持的迭代分解优化,J.Mech。设计。,138, 2, 021401 (2016)
[20] Regis,R.G.,初始点不可行的高维代价昂贵的黑盒问题的径向基函数插值约束优化,工程优化。,46, 2, 218-243 (2014)
[21] Regis,R.G.,涉及昂贵的黑盒目标和约束函数的大规模优化的随机径向基函数算法,计算。操作。Res.,38,5837-853(2011年)·Zbl 1434.90109号
[22] 穆勒,J。;Woodbury,J.D.,GOSAC:约束代理近似的全局优化,J.global Optim。,69, 1, 117-136 (2017) ·Zbl 1373.90118号
[23] Parr,J.M。;Keane,A.J。;Forrester,A.I.J.,带约束处理的基于代理优化的填充采样标准,工程优化。,44, 10, 1147-1166 (2012)
[24] Wang,G.G。;Simpson,T.,基于模糊聚类的设计空间缩减和优化层次元建模,工程优化。,36, 3, 313-335 (2004)
[25] 弗莱彻,R。;Leyffer,S.,《无惩罚函数的非线性规划》,数学。程序。,91, 2, 239-269 (2002) ·Zbl 1049.90088号
[26] Audet,C。;Dennis,J.E.,无导数非线性规划的模式搜索滤波方法,SIAM J.Optim。,14, 4, 980-1010 (2004) ·Zbl 1073.90066号
[27] 哥伦比亚特区贡扎加。;卡拉斯,E。;Vanti,M.,非线性规划的全局收敛滤波方法,SIAM J.Optim。,14, 3, 646-669 (2004) ·Zbl 1079.90129号
[28] 弗莱彻,R。;Leyffer,S。;Toint,P.L.,关于滤波器SQP算法的全局收敛性,SIAM J.Optim。,13, 1, 44-59 (2002) ·Zbl 1029.65063号
[29] 弗雷斯特,A。;Keane,A.,《通过代理建模进行工程设计:实用指南》(2008),John Wiley&Sons:John Willey&Sons New York
[30] Shi,R。;刘,L。;Long,T.,为全电动地球同步轨道卫星Acta Astronaut.提供代理辅助的多学科设计优化。,138, 301-317 (2017)
[31] 文特尔,G。;Haftka,R.T.,使用双目标公式的约束粒子群优化,结构。多磁盘。最佳。,40, 1-6, 65-76 (2010) ·Zbl 1274.90514号
[32] 加诺,S.E。;雷诺,J.E。;Martin,J.D.,《用于可变保真度优化的克里金模型更新策略》,Struct。多磁盘。最佳。,32, 4, 287-298 (2006)
[33] Wang,G.G.,使用遗传拉丁超立方体设计点的自适应响应面方法,J.Mech。设计。,125, 2, 210-220 (2003)
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