摘要：大型复杂桁架地震响应的形状优化需要大量的计算量,非梯度类算法由于效率低下通常很难成功解决该类问题.本文提出一种在地震作用下以获取质量最小化的二阶优化设计同时满足应力和位移约束的桁架形状优化设计方法.1)在Newmark-β法的基础上导出动力响应及其对设计变量一阶和二阶导数的计算方法;2)通过积分型罚函数将含时间参数的不等式约束问题转变为一系列不含时间参数的无约束问题,并利用动力响应的一阶和二阶导数计算罚函数的梯度和海森矩阵;3)充分利用梯度和海森矩阵的Marquardt方法求解无约束优化问题;演示了一个45杆桁架的形状优化设计.结果表明本文方法是一种桁架在地震作用下有效和高效的形状优化设计方法.

摘要：提出一种在动力作用下,以获取重量最小化设计同时满足强度、刚度和稳定性约束的桁架形状优化设计方法。①在Newmark-β法的基础上导出动力响应及其对设计变量一阶导数和二阶导数的计算方法。②通过积分型罚函数将含时间参数的不等式约束问题转变为一系列不含时间参数的无约束问题,并利用动力响应的一阶导数和二阶导数计算罚函数的梯度和海森矩阵。③使用充分利用梯度和海森矩阵的Marquardt方法,求解无约束优化问题。最后,演示一个十杆桁架的动力响应形状优化设计。结果表明,文中所提方法是一种考虑压杆稳定的桁架在动力作用下有效的形状优化设计方法。

摘要：针对目前结构抗震优化设计方法存在优化效率低下的问题,提出一种高效的框架抗震优化设计方法。在有限元法和Newmark法基础上导出一种高效的层间相对位移对设计变量一阶和二阶导数的算法,建立显含时间参数,以结构质量最小化为目标,同时满足层间相对位移和设计变量约束的优化数学模型,通过积分型内点罚函数将显含时间参数的不等式约束优化问题转变为一系列不含时间参数的无约束优化问题,利用层间相对位移对设计变量一阶和二阶导数的信息计算罚函数的梯度和海森矩阵,然后利用梯度和海森矩阵构造求解优化设计问题高效有效的优化算法。算例表明该抗震优化方法能获得结构的最优设计,具有简单、下降速度快、不需要进行一维搜索等特点。是一种有效和高效的框架抗震二阶优化方法。

摘要：提出一种有效的求解结构最小质量设计,同时满足动位移和动应力约束的二阶优化设计方法。在有限元法和纽马克法基础上导出一种高效的动应力、动位移对设计变量一阶导数和二阶导数的算法。建立含时间参数,以结构质量最小化为目标,同时满足动位移、动应力和设计变量约束的优化数学模型,通过积分型内点罚函数将含时间参数的不等式约束优化问题转变为一系列不含时间参数的无约束优化问题。利用动位移、动应力对设计变量一阶导数和二阶导数的信息计算内点罚函数的梯度和海森矩阵,利用梯度和海森矩阵构造求解优化设计问题高效有效的二阶优化算法。算例结果表明该文的优化设计方法能获得刚架结构的局部最优设计,优化的效率高于增广拉格朗日乘子法。

摘要：图像配准是图像分析的关键技术,针对经典Lucas-Kanade算法计算量大的缺点,提出了一种基于梯度下降的图像配准算法,该方法通过互换目标图像与模板图像的功能,重新定义了目标函数,采用Gauss-Newton梯度下降法求解参数增量,得到在整个迭代过程中保持恒定且可预先求得的海森矩阵,利用迭代法求解变换系数,直至满足收敛条件。实验结果表明,该方法在保证精确度的条件下,提高了计算效率。

摘要：面向飞行器结构轻量化、高刚度的设计需求,为改进传统结构拓扑优化方法存在初始值选择条件严苛、收敛速度慢等问题,将牛顿-拉普森算法和外点惩罚函数法相结合,研究提出一种基于改进牛顿法的梁模型结构拓扑优化方法。结合飞行器翼舵、支架和端框等支撑结构的特点,建立基于变密度法的结构拓扑优化模型,并采用牛顿-拉普森算法进行模型参数求解。引入外点惩罚函数法对牛顿-拉普森算法进行改进,通过综合考虑优化过程中梯度方向与初始点选取的影响,构建惩罚函数代替拉格朗日函数。进一步,通过考虑单元节点位移与相对密度关系,求解更为精确的海森矩阵,有效提升算法的收敛效率和稳定性。以飞行器结构中典型梁结构作为研究对象,开展案例应用研究。结果表明该方法能够得到边界清晰、结果稳定性高的结构拓扑优化模型,且优化精度与效率较传统方法高,可为飞行器结构轻量化设计提供支持。

摘要：对包装进行减量化设计可以节约包装资源和减少包装垃圾的产生。将海森矩阵优化算法引入包装结构设计中,利用海森矩阵能够解决多维变量优化问题的特征,将包装材料体积作为函数,利用计算机迭代算法找到用材最少的包装造型结构。

摘要：针对目前神经网络中的Levenberg-Marquardt反向传播(LMBP)算法在训练过程中有可能迭代到鞍点的问题,提出一种能有效克服鞍点的LMBP改进算法。计算鞍点处雅克比矩阵的正特征值对应的特征向量并将其作为新的搜索方向。通过实例对比传统LMBP算法与改进LMBP算法的效果,证明改进的算法能有效地脱离鞍点并进一步收敛到极小点处。

摘要：虽然四阶偏微分方程图像去噪方法能得到较好的分段光滑的结果,但这类方法常破坏图像的纹理信息。提出了一种具有保持图像纹理信息能力的四阶偏微分方程去噪模型。利用垂直于梯度方向的图像二阶导数设计了一种新的代价函数。证明了该函数解的存在性与唯一性并给出了其对应的Euler-Lagrange方程。在实验方面,用大量真实的纹理图像验证了新方法。实验结果表明,新方法在去噪的同时图像的边缘与细节得到了较好的保持。

摘要：由于结构系统的非对称性,导致其振型向量的正交性变得不完整,为此引入左特征向量,从而修复了系统振型向量的正交性;提出了多元向量值函数的海森矩阵的概念;利用振型向量的正交性推导出计算其海森阵算法,从而构成了非对称结构系统的设计参数发生扰动后振型随之发生改变的改变量的二阶泰勒近似式,由于算法灵活紧凑,易于在大型工程结构动力分析中使用。