合肥工业大学学报(自然科学版)2024,Vol.47Issue(4) :539-547.DOI:10.3969/j.issn.1003-5060.2024.04.017

基于改进海洋捕食者算法的输电塔结构优化

Structural optimization of transmission tower based on improved marine predators algorithm

周庆丰 余宗斌 张树林 鲁杭 周焕林
合肥工业大学学报(自然科学版)2024,Vol.47Issue(4) :539-547.DOI:10.3969/j.issn.1003-5060.2024.04.017

基于改进海洋捕食者算法的输电塔结构优化

Structural optimization of transmission tower based on improved marine predators algorithm

周庆丰 1余宗斌 2张树林 3鲁杭 2周焕林1
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作者信息

  • 1. 合肥工业大学 土木与水利工程学院,安徽 合肥 230009
  • 2. 国网安徽省电力有限公司 宣城供电公司,安徽 宣城 242000
  • 3. 中国能源建设集团 安徽省电力设计院有限公司,安徽 合肥 230601
  • 折叠

摘要

为确保输电塔架线施工时取消临时拉线工况下输电塔架线施工安全,需对其结构进行优化设计.文章建立输电塔结构的计算模型,采用罚函数法确定海洋捕食者算法(marine predators algorithm,MPA)的目标函数;考虑到MPA易陷入局部最优、收敛速度慢的缺点,提出一种融合折射反向学习策略和黄金正弦算法的改进海洋捕食者算法(improved marine predators algorithm,IMPA),并将其在 6 个基准测试函数数值实验中与其他算法进行比较,结果表明IM PA具有更好的收敛性和求解精度.利用IM PA对输电塔结构在特殊工况下进行优化,结果表明 IM PA 可以对三维杆系结构进行优化设计,优化后的输电塔具有较好的力学性能.

Abstract

In order to ensure the safety of the transmission tower line construction under the condition of cancelling the temporary pull line,the structure of the transmission tower line needs to be opti-mized.This paper establishes a computational model of transmission tower structure,and the penalty function method is used to determine the objective function of the marine predators algorithm(MPA).Then,considering the shortcomings of MPA such as easily falling into local optimum and slow conver-gence speed,an improved marine predators algorithm(IMPA)that integrates the refracted opposition-based learning(ROBL)strategy and the golden sine algorithm(Gold-SA)is proposed and compared with other algorithms on six benchmark test functions in numerical experiments.The results show that the IMPA has better convergence and solution accuracy.The IMPA is used to optimize the trans-mission tower structure under special working conditions.The results show that the IMPA can opti-mize the design of the three-dimensional truss structure,and the optimized transmission tower has good mechanical properties.

关键词

输电塔/海洋捕食者算法(MPA)/结构优化/离散化变量/极限承载力

Key words

transmission tower/marine predators algorithm(MPA)/structural optimization/discrete variables/ultimate bearing capacity

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基金项目

国家自然科学基金资助项目(11672098)

出版年

2024
合肥工业大学学报(自然科学版)
合肥工业大学

合肥工业大学学报(自然科学版)

CSTPCD北大核心
影响因子:0.608
ISSN:1003-5060
参考文献量15
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