[发明专利]汽车车身材料结构匹配轻量化设计方法、系统及存储介质

权利要求书

1.一种汽车车身材料结构匹配轻量化设计方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、建立以下优化问题：

其中，x为设计参数，x^thick为由厚度设计参数组成的向量，x^mat为由材料设计参数组成的向量，f(x)为目标函数，c₁(x)为第一个约束条件，c₂(x)为第二个约束条件，c₃(x)为第三个约束条件，T₁，T₂和T₃分别为三个约束条件需要满足的指标，L_i和U_i为第i个厚度设计参数的下限和上限，M₁～M_p分别代表p种不同的材料，n₁为待优化的厚度参数数目，n₂为待优化的材料牌号参数数目；

S2、将上述优化问题转化为以下问题：

S3、使用序列二次规划求解步骤S2的问题，获得解该解代表由局部搜索给出的最优薄壁结构厚度设计参数，随后将和组合成为一个新的解该解为由局部搜索给出的最优设计参数；为厚度设计参数，为材料牌号。

2.根据权利要求1所述汽车车身材料结构匹配轻量化设计方法，其特征在于，步骤S1的具体实现过程包括：

A1、对所述目标函数f(x)，建立以下RBF代理模型：

其中x_l为归档集中的第l组设计参数，为高斯核函数，dis(x,x_l)表示x与x_l之间的距离，其中表示x与x_l厚度变量的向量差，为x与x_l材料牌号向量的异或操作，为由和组成的向量，||·||表示2-范数，N为归档集中所存储的设计参数的数目，所述归档集A为A＝{x_l,y_l,(c_l,1,c_l,2,c_l,3)|l＝1,...,N}，(c_l,1,c_l,2,c_l,3)为第l组设计参数的约束条件函数值，表示第l组设计参数的第i个厚度参数，表示第l组设计参数的第j个材料牌号变量，y_l为第l组设计参数的目标函数值，w_l为权重；

对于约束条件c₁(x)，c₁(x)和c₁(x)，建立三个RBF代理模型及

对所述目标函数f(x)，在设计参数归档集的基础上建立以下梯度提升树代理模型：

T(·,·)为回归树，Θ_m为第m个回归树的参数，M为回归树的总数目，

对于约束条件c₁(x)，c₁(x)和c₁(x)，建立三个梯度提升树代理模型及根据目标函数的函数值对蚁群算法群体中的参数进行排序，并为每组参数分配序数rank(s)，其中s代表蚁群算法群体P＝{x_s|s＝1,...,K}中的第s组参数，表示第s组设计参数的第i个厚度参数，表示第s组设计参数的第j个材料牌号变量；为蚁群算法群体中的每组参数分配权重q为蚁群算法参数，K为蚁群算法种群规模；在生成第h个后代的第i个厚度设计变量时，首先计算概率并根据该概率随机从蚁群算法群体中选择一个薄壁结构部件的厚度参数，记为μ_j，随后根据高斯分布生成后代所对应的薄壁结构厚度参数，其中ξ为蚁群算法参数；在生成第h个后代的第j个后代的材料牌号变量时，根据概率p_s从蚁群算法群体中随机选择一个材料牌号，并给予0.1的概率使该材料牌号变异为任意一种其他材料牌号；不断重复以上过程，直到生成H个后代以后，所有这些后代都被存储到集合O＝{x_h|h＝1,...,H}中，其中表示第h个后代，该后代表达了一组设计参数；

A2、使用所有的代理模型评价集合O中的所有后代，即将集合中的后代逐一代入所建立的代理模型中，并得到所对应的和的值；随后，根据这些值从O中选出两组设计参数，具体为：若O中存在满足条件的设计参数，则从O中选择出满足该条件的值最小的设计参数，否则选择出值最小的设计参数；若存在的设计参数，则从O中选择出满足该条件的值最小的设计参数，否则选择出值最小的设计参数；选择完毕后，再从O中随机选择出一组设计参数；使用目标函数f(x)和约束条件c₁(x)，c₂(x)，c₃(x)评价选择出来的三组设计参数，并将这三组设计参数及其目标函数、约束条件值存入到设计参数归档集A中，即得到所述优化问题。