(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111444396.5 (22)申请日 2021.11.30 (71)申请人 中国航天标准 化研究所 地址 100071 北京市丰台区小屯路89号 申请人 上海宇航系统工程研究所 (72)发明人 覃沙　李孝鹏　张桅　咸奎成　 倪啸枫　吕箴　 (74)专利代理 机构 北京理工大 学专利中心 11120 代理人 袁瑞霞 (51)Int.Cl. G06F 30/20(2020.01) G06F 111/06(2020.01) G06F 111/08(2020.01) G06F 119/02(2020.01) (54)发明名称 一种基于混合策略的结构可靠性设计优化 方法 (57)摘要 本发明提出了一种基于混合策略的结构可 靠性设计优化方法， 能够采用博弈论中的混合策 略方法构建相应的混合策略博弈模 型， 对混合策 略集进行确定， 可为结构可靠性 设计优化的求解 奠定基础。 本发 明将多目标可靠性优化设计与博 弈论的混合策略相结合， 可以通过将多目标优化 设计问题 转化为博弈问题来进行分析， 博弈分析 的均衡解也就是多目标优化问题的最优解， 与传 统的优化设计方法相比， 收敛速度快， 计算效率 高， 具备良好的推广应用前 景。 权利要求书2页 说明书6页 附图1页 CN 114117804 A 2022.03.01 CN 114117804 A 1.一种基于混合策略的结构可靠性设计优化方法， 其特 征在于， 包括如下步骤： 根据结构的关键设计参数和 可靠性特征， 确定设计变量集X＝[x1,x2,...,xn]， 其中， n 为设计变量的个数； 根据结构的相关 设计要求， 确定约束 其中， Pr表示概率计算， gj表示第j个功能函数， Rjt为gj对 应的可靠度目标值， q为可靠性约束的个数； 和 分别是随机变量均值 μX的上下限； 构建可靠性设计优化的混合策略博弈模型： 目标函数为 其中m为优化目标的个数； 将m个优化目标视为博弈问题的参与者即m个博弈方； 令各博弈方 收益函数为U(X)＝[ u1(X)＝f1(X),u2(X)＝f2(X),...,um(X)＝fm(X)]， 则优化目标为收益越 小越优； 各博弈方所拥有的策略集S＝[S1,S2,...,Sm； p1,p2,...,pm]， Si＝[x1i,x2i,...,xni]T， 约束条件用于限制博 弈方的策略取值； 各博弈方以自身的收益为目标开展单目标优化， 分别得到第i(i＝1,2,...,m)个博弈 方的单目标最优设计变量值 所有博弈方的单目标最优设计变量值组 合成多目标优化初始策略集 将 分别代入各收益函数得到 其中， 表示在初始策 略集S(0)内第i个博 弈方采取第j种策略的收益； 对U(0)的列向量进行归一化， 得到第i个博弈方采取第j种策 略的初始概率 将随机 设计变量集分解为各博弈方所拥有的策略集， 并以 为基础， 根据收益来调整它的混合 策 略， 实现优化。 2.如权利要求1所述的方法， 其特征在于， 通过随机设计变量集映射， 将随机设计变量 集分解为各博弈方所拥有的策略集。 3.如权利要求2所述的方法， 其特征在于， 随机设计变量集映射由影响因子集合构建以 及基于模糊聚类的策略集分解2个部分组成， 具体如下： 构建影响因子集合用于形成分类样本， 然后 通过模糊聚类方法对样本进行分类处理以 便获得各博弈方的策略集。 4.如权利要求3所述的方法， 其特 征在于， 影响因子集 合的构建步骤如下： 将单目标优化结果 和 中除xj外的结果代入收益函数uj(X)中， 并对xj的求偏导数 得到灵敏度函数hi(xj)； 设为 λj一常数， 其由关于xj的所有灵敏度函数 所决定， 其数 学表达式为： 式中i＝1,2,...,m；权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114117804 A 2求解 得到xj占其可行域 的比例ηij， ηij为xj对收益函数uj (X)的影响因子； 对所有收益 函数的影响因子集 为 ηj＝[ ηj1, ηj2,…, ηjm,]。 5.如权利要求4所述的方法， 其特征在于， 基于模糊聚类的策略集分解， 对影响因子集η 进行聚类， 将关联性和相似性较强的样本划分为同一类， 然后采用模糊方法处 理 η 的聚类。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114117804 A 3