[發(fā)明專利]人工干預(yù)過程的拓?fù)鋬?yōu)化方法、系統(tǒng)、設(shè)備和存儲(chǔ)介質(zhì)

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210451266.2
• 申請(qǐng)日: 2022-04-24
• 公開（公告）號(hào): CN114816383A
• 公開（公告）日: 2022-07-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 魏鵬;劉晉嘉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華南理工大學(xué)
• 主分類號(hào): G06F8/34
• 分類號(hào): G06F8/34;G06F8/38;G06F8/30
• 代理公司: 廣州市華學(xué)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44245
• 代理人: 戴曉琴

本發(fā)明公開了一種人工干預(yù)過程的拓?fù)鋬?yōu)化方法、系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)設(shè)備和存儲(chǔ)介質(zhì)，該方法包括：分析優(yōu)化對(duì)象模型，確定模型的應(yīng)力邊界條件和位移邊界條件；在交互界面輸入所述應(yīng)力邊界條件和位移邊界條件，并開始迭代優(yōu)化；通過暫停干預(yù)終止迭代步并保存當(dāng)前優(yōu)化結(jié)果；對(duì)優(yōu)化結(jié)果進(jìn)行人工干預(yù)，干預(yù)結(jié)束后保存干預(yù)結(jié)果；將干預(yù)后的結(jié)果重新代入迭代步進(jìn)行優(yōu)化；經(jīng)過一次或數(shù)次干預(yù)后，經(jīng)過一次或數(shù)次干預(yù)后，程序終止，輸出最終的優(yōu)化結(jié)果同時(shí)計(jì)算出目標(biāo)函數(shù)值，并以所述優(yōu)化結(jié)果作為建模的底圖，經(jīng)過處理后即可交付打印。本發(fā)明提供的方法，通過人工干預(yù)的迭代優(yōu)化，使優(yōu)化出的結(jié)果有更強(qiáng)的實(shí)際參考價(jià)值。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)領(lǐng)域，具體涉及一種人工干預(yù)過程的拓?fù)鋬?yōu)化方法、系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)設(shè)備和存儲(chǔ)介質(zhì)。

背景技術(shù)

采用拓?fù)鋬?yōu)化的方法進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)已經(jīng)是一個(gè)相當(dāng)經(jīng)典且屢經(jīng)實(shí)踐的理念，本專利基于同樣的理念，通過MATLAB中的guide編譯器對(duì)傳統(tǒng)的拓?fù)鋬?yōu)化流程進(jìn)行了修改，使其可以進(jìn)行人工干預(yù)。

在MATLAB的命令行窗口中鍵入guide可以打開GUIDE(Graphical UserInterfaces Development Environment)，可以將Guide看作是一個(gè)簡(jiǎn)單的交互界面應(yīng)用程序的開發(fā)向?qū)В盟梢允褂檬髽?biāo)方便地在窗體上添加各種各樣的控件并且負(fù)責(zé)生成一個(gè)m文件，m文件中定義了各個(gè)控件的回調(diào)函數(shù)，簡(jiǎn)化了交互界面應(yīng)用程序的開發(fā)。

如今的拓?fù)鋬?yōu)化算法日漸成熟，有些已經(jīng)被應(yīng)用在商業(yè)軟件內(nèi)，但是在實(shí)際結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的應(yīng)用過程中，用戶幾乎沒有辦法進(jìn)行過程上的調(diào)整，即對(duì)拓?fù)鋬?yōu)化過程上的干預(yù)，導(dǎo)致了優(yōu)化結(jié)果的參考價(jià)值不大，甚至僅用作“概念設(shè)計(jì)”，對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行一個(gè)找形上的指導(dǎo)，導(dǎo)致拓?fù)鋬?yōu)化在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的參考價(jià)值并不高。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決用戶無法對(duì)優(yōu)化過程進(jìn)行干預(yù)的缺陷，本發(fā)明提供了一種人工干預(yù)過程的拓?fù)鋬?yōu)化方法、系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)設(shè)備和存儲(chǔ)介質(zhì)，該方法基于MATLAB上自帶的Guide功能，通過對(duì)拓?fù)鋬?yōu)化過程進(jìn)行調(diào)整和干預(yù)，使優(yōu)化出的結(jié)果有更強(qiáng)的實(shí)際參考價(jià)值，同時(shí)基于優(yōu)化過程中保存的中間結(jié)果，也可以用來研究更為細(xì)致的優(yōu)化演變過程。

本發(fā)明的第一個(gè)目的在于提供一種人工干預(yù)過程的拓?fù)鋬?yōu)化方法。

本發(fā)明的第二個(gè)目的在于提供一種人工干預(yù)過程的拓?fù)鋬?yōu)化系統(tǒng)。

本發(fā)明的第三個(gè)目的在于提供一種計(jì)算機(jī)設(shè)備。

本發(fā)明的第四個(gè)目的在于提供一種存儲(chǔ)介質(zhì)。

本發(fā)明的第一個(gè)目的可以通過采取如下技術(shù)方案達(dá)到：

一種人工干預(yù)過程的拓?fù)鋬?yōu)化方法，所述方法包括：

分析優(yōu)化對(duì)象模型，確定模型的應(yīng)力邊界條件和位移邊界條件；

在交互界面輸入所述應(yīng)力邊界條件和位移邊界條件，并開始迭代優(yōu)化；

通過暫停干預(yù)終止迭代步并保存當(dāng)前優(yōu)化結(jié)果；

對(duì)優(yōu)化結(jié)果進(jìn)行人工干預(yù)，包括增添任意形狀的優(yōu)化結(jié)果使其參與下一迭代步的優(yōu)化、增添或去除任意形狀的不可優(yōu)化構(gòu)件、去除任意形狀的優(yōu)化結(jié)果使其參與下一迭代步的優(yōu)化，干預(yù)結(jié)束后保存干預(yù)結(jié)果；

將干預(yù)后的結(jié)果重新代入迭代步進(jìn)行優(yōu)化；

經(jīng)過一次或數(shù)次干預(yù)后，程序終止，輸出最終的優(yōu)化結(jié)果同時(shí)計(jì)算出目標(biāo)函數(shù)值，并以所述優(yōu)化結(jié)果作為建模的底圖，經(jīng)過處理后即可交付打印。

進(jìn)一步的，迭代優(yōu)化的算法包括但不限于水平集法、變密度法或雙向漸進(jìn)法優(yōu)化算法。

進(jìn)一步的，人工干預(yù)對(duì)優(yōu)化結(jié)果進(jìn)行的調(diào)整包括兩種：

一種是將人工干預(yù)加入之后的優(yōu)化迭代中被優(yōu)化掉的調(diào)整操作；