结构力学优化算法：禁忌搜索(TS)：结构优化设计基础_2024-08-08_05-07-28.Tex

结构力学优化算法：禁忌搜索(TS)：结构优化设计基础

绪论

结构优化设计的重要性

在工程设计领域，结构优化设计扮演着至关重要的角色。它不仅能够帮助工程师在满足结构安全性和功能性的前提下，减少材料的使用，降低成本，还能提高结构的性能和效率。例如，在桥梁设计中，通过优化设计可以确保桥梁在承受各种载荷的同时，使用最少的材料，从而降低建造成本，同时提高桥梁的使用寿命和安全性。

禁忌搜索算法的起源与应用

禁忌搜索算法（Tabu Search, TS）是由美国科学家Fred Glover在1986年提出的一种全局优化算法。它最初被设计用于解决组合优化问题，如旅行商问题（TSP）、图着色问题等。禁忌搜索算法的核心思想是通过引入“禁忌”机制来避免搜索过程中的局部最优陷阱，从而在解空间中寻找更优的解决方案。

算法原理

禁忌搜索算法的工作原理可以概括为以下几个步骤：

1. 初始化：选择一个初始解，并定义一个禁忌列表（Tabu List）来记录最近被访问过的解或解的某些特征，以避免重复搜索。

2. 邻域搜索：在当前解的邻域内寻找可能的解，邻域的定义可以根据具体问题而变化。例如，在结构优化设计中，邻域可以定义为对当前结构的某些参数进行微小调整后得到的结构。

3. 禁忌准则：如果在邻域搜索中发现的解已经被禁忌列表记录