关于“按条件”进行donstraints 约束，OPTISTRUCT可以？

carcarc

关于“按条件”进行donstraints 约束，OPTISTRUCT可以？

假设：
   某个响应为：Res
     某设计变量：Dvr

在对响应 Res 建立 dconstraints约束 时，希望根据设计变量 Dvr 而确定约束范围，例如：

当: 20<Dvr<30 时，约束 1 < Res < 3;
当: 30<Dvr<40 时，约束 2 < Res < 4;
当: 40<Dvr<50 时，约束 3 < Res < 5;
……

在OPTISTRUCT中是否有思路实现呢？

yang130622

顶一下，同问，期待有大侠指点

TYNGOD

定义两个DRESP2

第一个表达式为：F(Res, Dvr) = Res/(Dvr/10.0)  < 1.0
第二个表达式为：F(Res, Dvr) = Res/(Dvr/10.0 - 1.0)  > 1.0

事实上，你这个“离散”约束还是有规律的，如果没有规律性，那就要看情况了。建议具体问题/模型具体讨论！

carcarc

TYNGOD 发表于 2014-4-10 09:36
定义两个DRESP2

第一个表达式为：F(Res, Dvr) = Res/(Dvr/10.0)  < 1.0

首先感谢你啊，朋友，假如按这个特例，用你的办法至少可以保证变量一定在约束范围内（但可惜我的实际问题却没有规律），此为其一；其二，仍回到这个问题，按照你的这个思路，随便取Dvr为一个特别的数值，比如25，那么可以把Res约束到了 1.5<Res<2.5的这个范围，但实际上的此时的约束允许Res在1与3之间，
希望约束的范围此时恰好在2与3之间，而不是1.5与2.5之间，是否有办法呢？不知道我的意思表达清没有……

总感觉有个类似EXCEL中IF()一样的函数，这种问题就不算是事儿了，不知是否有其他命令可以变通过去呢？

TYNGOD

carcarc 发表于 2014-4-14 21:14
首先感谢你啊，朋友，假如按这个特例，用你的办法至少可以保证变量一定在约束范围内（但可惜我的实际问题 ...

是的，你的考虑是对的，是我的疏忽。
这里我有个想法，就是引入一个中间响应值，比如称它为intRes，并在相应条件下将它定义为一个固定值，如：
当: 20<Dvr<30 时，intRes=20;
当: 30<Dvr<40 时，intRes=30;
当: 40<Dvr<50 时，intRes=40;

而后，定义两个DRESP2
第一个表达式为：F(Res, intRes) = Res/(intRes/10.0 + 1.0)  < 1.0
第二个表达式为：F(Res, intRes) = Res/(intRes/10.0 - 1.0)  > 1.0

这时总共要多定义3个响应。其中，如何引入中间响应值intRes呢，可以用DRESP3定义，并用LOADLIB加载外部library或者function。比如写一个HyperMath的小脚本，类似说：
        if (Dvr>20.0 && Dvr<30.0)
        {
           intRes = 20.0;
        }
    elseif (Dvr>30.0 && Dvr<40.0)
        {
           intRes = 30.0;
        }
    elseif (Dvr>40.0 && Dvr<50.0)
        {
           intRes = 40.0;
        }
    .....
       
但是，我这里想说的是，我认为在OptiStruct中约束DCONSTR的上下限只能是定值，不能是个变化值（请看DCONSTR卡片）。
我的意思是，假如你模型中只有这个设计变量Dvr，并且通过结构计算得到了对应的响应值Res，而后软件会去判断是否是满足约束条件。我们这里只是可以比较灵活地定义响应，用DRESP2/DRESP3。
你说呢？

carcarc

TYNGOD 发表于 2014-4-15 12:59
是的，你的考虑是对的，是我的疏忽。
这里我有个想法，就是引入一个中间响应值，比如称它为intRes，并在 ...

非常感谢，看到你的回帖时间都已经深夜了……

我认为你说的有道理，尤其提到DRESP3，我之前的高度只在DRESP2，我想类似这种问题的解决思路都应该在DRESP3，既然可以通过脚本控制，那应该什么都不是问题了, 的确，"OptiStruct中约束DCONSTR的上下限只能是定值",我想也只能HyperMath的小脚本中变通，使得DCONSTR的上下限都是常量。下面是我的思路，
   ......
        if (20<=rparam[1] and rparam[1]<=30) {
                dLB=1; dUB=3;
        } elseif (30<=rparam[1] and rparam[1]<=40) {
                dLB=2; dUB=4;
        } elseif (40<=rparam[1] and rparam[1]<=50) {
                dLB=3; dUB=5;        
        }
        //LBOUND THK OF PIPE
        if (iresp[1] != 0)
        {
            rresp[1] = rparam[1] / dLB;
        }
       //UBOUND THK OF PIPE
        if (iresp[2] != 0)
        {
            rresp[2] = rparam[1] / dUB;
        }
   ......
其中rparam[1] 是设计变量，rresp[1]与rresp[2]则是将分别被约束的DRESP3，最后另其上下限为1就可以了。

carcarc

但是抛开本帖的话题，OPTISTRUCT的优化结果似乎不尽人意啊：

.....
ITERATION   5
  Soft convergence criterion satisfied;
the design did not change during the last iteration.
Objective Function (Minimize VOLUM) =  9.61524E+05   % change =         0.00
Maximum Constraint Violation %      =  0.49192E+02
Volume                              =  9.61524E+05   Mass     =  1.53844E-02
Subcase   Compliance
       2  5.882225E+01
                           RETAINED RESPONSES TABLE
------------------------------------------------------------------------------------
Response Type  Response    Subcase Grid/     DOF/   Response     Objective    Viol.
User-ID          Label     /RANDPS Element/  Comp     Value      Reference/     %
                           +Frqncy MID/PID/  /Reg                Constraint
                                   Mode No.                        Bound
------------------------------------------------------------------------------------
       1 VOLUM VOL              --       --  TOTL   9.615E+05 MIN
       2 DISPL DISP              2       30  TXYZ   1.330E-01  <  2.000E-01    0.0
      11 EXTER LTHK001          --       --     1   5.081E-01  >  1.000E+00   49.2 V
      13 EXTER LTHK002          --       --     1   5.425E-01  >  1.000E+00   45.8 V
      15 EXTER LTHK003          --       --     1   1.300E+00  >  1.000E+00    0.0
      16 EXTER UTHK003          --       --     2   1.000E+00  <  1.000E+00    0.0 A
      18 EXTER UTHK004          --       --     2   1.000E+00  <  1.000E+00    0.0 A
------------------------------------------------------------------------------------
                       MOST VIOLATED CONSTRAINTS TABLE
------------------------------------------------------------------------------------
Response Type  Response    Subcase Grid/     DOF/   Response     Constraint   Viol.
User-ID          Label     /RANDPS Element/  Comp     Value        Bound        %
                           +Frqncy MID/PID/  /Reg
                                   Mode No.
------------------------------------------------------------------------------------
      11 EXTER LTHK001          --       --     1   5.081E-01  >  1.000E+00   49.2 V
      13 EXTER LTHK002          --       --     1   5.425E-01  >  1.000E+00   45.8 V
------------------------------------------------------------------------------------
--------------------------------------------------------
Design    Design    Lower       Design      Upper
Variable  Variable   Bound      Variable     Bound
   ID       Label
--------------------------------------------------------
       1  OUT001    1.250E+01   2.201E+01   2.620E+01
       2  OUT002    1.250E+01   2.204E+01   2.620E+01
       3  OUT003    1.250E+01   2.280E+01   2.620E+01
       4  OUT004    1.250E+01   2.620E+01   2.620E+01
       5  INN001    1.200E+01   2.150E+01   2.380E+01
       6  INN002    1.200E+01   2.150E+01   2.380E+01
       7  INN003    1.200E+01   2.150E+01   2.380E+01
       8  INN004    1.200E+01   2.380E+01   2.380E+01

.....

存在两点疑惑：
1、能否去掉类似 “MOST VIOLATED CONSTRAINTS” 呢 ?
2、能不能不要“软收敛”呢?

是OPTISTRUCT无法做到呢，还是我设置不对呢......  （面对当前的问题，真心希望是我自己设置的问题）

TYNGOD

carcarc 发表于 2014-4-20 08:34
非常感谢，看到你的回帖时间都已经深夜了……

我认为你说的有道理，尤其提到DRESP3，我之前的高度只在DRE ...

请问你脚本中 DRESP3 rresp1[1] 和 rresp1[2]是如何定义并约束的呢？
当rparam[1] = 20, 则dLB = 1, dUB = 3 :
rresp[1] = 20/1 = 20
rresp[2] = 20/3 = 6.6667
脚本中没有用到最初的响应值Res，对吧？

carcarc

TYNGOD 发表于 2014-4-21 10:08
请问你脚本中 DRESP3 rresp1[1] 和 rresp1[2]是如何定义并约束的呢？
当rparam[1] = 20, 则dLB = 1, dUB = ...

rparam[1]就是最初的响应Res，是需要在OPTISTRUCT中写到DRESP3卡片中的，而rresp[1]及rresp[2]是对应返回的（约束），也是在DRESP3中定义要求返回的，按照help，我只能理解到这个程度，当下脑中较乱，也不明确是否合理
关键还是像你说的，DCONSTR那里只能是定值，所以我希望能够通过2个DRESP3分别完成上下限，分2次去调用HLIB……然而优化的结果确实不能怎么样，最后的结果我只能飙泪先放弃DRESP3的办法了……

TYNGOD

carcarc 发表于 2014-4-22 20:51
rparam[1]就是最初的响应Res，是需要在OPTISTRUCT中写到DRESP3卡片中的，而rresp[1]及rresp[2]是对应返回 ...

我再想了下，你这个问题可以用通用的方法解决：

当LB_Dvr(1) < Dvr < UB_Dvr(1) 时，约束 LB_Res(1) < Res < UB_Res(1) ;
当LB_Dvr(2) < Dvr < UB_Dvr(2) 时，约束 LB_Res(2) < Res < UB_Res(2) ;
当LB_Dvr(3) < Dvr < UB_Dvr(3) 时，约束 LB_Res(3) < Res < UB_Res(3) ;
．．．
当然，要求正确输入并保证：LB_Dvr(i) < UB_Dvr(i) 和LB_Res(i) < UB_Res(i)

Step One : 定义第一个DRESP2
  表达式为：F(Res, x, y) = Res / (x + y)
  并为它建立一个约束：F(Res, x, y) < 1.0

Step Two : 定义第二个DRESP2
  表达式为：F(Res, x, y) = Res / (x - y)
  并为它建立一个约束：1.0 < F(Res, x, y)

Step Three : 定义一个DRESP3，并通过LOADLIB加载HyperMath外部library或者function得到x 和 y，代码差不多为：
......
1. 初始化LB_Res(i)， UB_Res(i)， LB_Res(i)和UB_Res(i)
2. 定义N为最大的 i
......
  j = 0
  for i = 1, N do
    if ( LB_Dvr(i) <= rparam[1] and rparam[1] <= UB_Dvr(i) ) {
      j = i;
    }
  end
  if ( j <= 0 ) {
   // it is impossible, error
  } else {
    rresp[1] = ( UB_Res(j) + LB_Res(j) ) / 2.0
    rresp[2] = ( UB_Res(j) - LB_Res(j) ) / 2.0
  }
......
其中，rparam[1]就是设计变量Dvr;
rresp[1] 就是 x;
rresp[2] 就是 y;

这样， 即使是没有规律性的约束都可以搞定！

carcarc

每个周末第一件高兴的事就是看到您的帖子！
我认为您的这个方法很巧妙，思路上我没有任何疑问，但是不了解这个方法您是否测试过呢，
1、在DRESP2中的x,y来自DRESP3，我没有这么尝试过，是否会有障碍呢？另，其实DRESP2中F(Res, x, y) = Res / (x + y) < 1.0及1.0 < F(Res, x, y) = Res / (x - y) 的目的是为了令DCONSTR中是的上下限为常数，这个目的是否可以通过在外部程序处理，而直接对DRESP3约束呢？在您的思路中最后约束DRESP2，而非约束DRESP3，这有区别，或其他说法或道理吗？
2、不了解这个方法您是否测试过，优化结果是否理想呢？我在上面（6楼）思路直接约束DRESP3的结果是，变量可以满足外部约束定义，但是优化结果不理想。类似如下情况经常出现，您是否遇到或有办法克服了呢？
-----------------------------------------------------------------------------------
      11 EXTER LTHK001          --       --     1   5.081E-01  >  1.000E+00   49.2 V
      13 EXTER LTHK002          --       --     1   5.425E-01  >  1.000E+00   45.8 V
------------------------------------------------------------------------------------

carcarc

网络问题多发了一遍，本楼无评论……

TYNGOD

carcarc 发表于 2014-4-26 09:35
每个周末第一件高兴的事就是看到您的帖子！
我认为您的这个方法很巧妙，思路上我没有任何疑问，但是不了解 ...

1.    我一直以为DRESP2可以引用DRESP3的响应，原来不可以；其实我原来的思路中最后约束DRESP2是没办法实现的，因为DRESP2不能利用DRESP3计算得到的响应进行表达式运算的。还是得直接在DRESP3中计算 Res/(x+y)或Res/(x-y)，实际就是计算Res/UB_Res或Res/LB_Res;
2.    我一直是纸上谈兵，没有实际去实现。为了最终CLOSE掉这个话题。我还是做了一个实例让你看一下。例子是一个悬臂梁（10个梁单元）做的size optimization. 以下是一些描述：
Descriptions:
(0), 11 nodes, ten beams are defined, node ID=1 is fixed, node ID=11 is applied a concentrated force in Y direction;
(1), Ten CBEAM elements(EID=1,2,3,...,10), and each element refernces a separate PBEAML property(PID=1,2,3,...,10), ten PBEAML cards in all;
(2), All beam section types are TUBE;
(3), DESVAR id = 1,2,3...,10 are PBEAML(DIM1);
(4), DESVAR id = 11,12,13,...,20 are PBEAML(DIM2);
(5), DRESP2 id = 11,12,13,...,20 are (DIM1 - DIM2); This is YOUR "Res"
(6), DRESP3 id = 31,32,33,...,40 are (DIM1 - DIM2) / UB_Res;
(7), DRESP3 id = 41,42,43,...,50 are (DIM1 - DIM2) / LB_Res;
(8), DRESP1 id = 1, is DISPlacement(TY) on node 11, objective is to minimize this response;
(9), DRESP1 id = 2, is total mass, this response is one of constraints.
(10) if 18.0 < Dvr <= 20.0 , 9.0 < Res <= 10.0
     if 16.0 < Dvr <= 18.0 , 8.0 < Res <=  9.0
     if 14.0 < Dvr <= 16.0 , 7.0 < Res <=  8.0
     if 12.0 < Dvr <= 14.0 , 6.0 < Res <=  7.0
     if 10.0 < Dvr <= 12.0 , 5.0 < Res <=  6.0
     if  8.0 < Dvr <= 10.0 , 4.0 < Res <=  5.0
     if  6.0 < Dvr <=  8.0 , 3.0 < Res <=  4.0
     if  3.9 < Dvr <=  6.0 , 2.0 < Res <=  3.0
     where,
     Dvr is DIM1  (DESVAR id = 1,2,3,...,10)
     Res is DIM1 - DIM2 ( DRESP2, id = 11,12,13,...,20)

你可以仔细看一下这个例子。我附上了FEM模型文件和HyperMath的function

carcarc

TYNGOD 发表于 2014-4-28 14:36
1.    我一直以为DRESP2可以引用DRESP3的响应，原来不可以；其实我原来的思路中最后约束DRESP2是没办法实 ...

辛苦了，

(1) 何必专门为'DIM1-DIM2'创建DRESP2，倘若直接在HyperMath的function中得到操作会方便，但优化结果会有所不同吗？（关于这点我有空抓紧试验一下）
(2) 约束‘DIM1-DIM2’>0.1是否多余？其一，对于tube，optistruct是自动满足DIM1-DIM2>0的，其二，外部程序中已更加明确了Res范围；在这一点上，您是否另有用意呢？
(3) 如下是按照您的算例，.out中最后一次迭代；其中的质量约束满足要求，但是由  “TOTL   1.665E-02  <  5.000E-02 ”可见，质量上还有很大空间使得目标(位移)更小，然而此时管件的尺寸尚有余量。

-------------------------------------------
ITERATION   4
  Soft convergence criterion satisfied;
the design did not change during the last iteration.
Objective Function (Minimize DISPL) =  1.42291E-04   % change =         0.00
Maximum Constraint Violation %      =  0.00000E+00
Volume                              =  2.10733E+03   Mass     =  1.66479E-02
Subcase   Compliance
       1  7.114526E-03
                           RETAINED RESPONSES TABLE
------------------------------------------------------------------------------------
Response Type  Response    Subcase Grid/     DOF/   Response     Objective    Viol.
User-ID          Label     /RANDPS Element/  Comp     Value      Reference/     %
                           +Frqncy MID/PID/  /Reg                Constraint
                                   Mode No.                        Bound
------------------------------------------------------------------------------------
       1 DISPL disp11            1       11    TY   1.423E-04 MIN
       2 MASS  mass             --       --  TOTL   1.665E-02  >  1.000E-04    0.0
       2 MASS  mass             --       --  TOTL   1.665E-02  <  5.000E-02    0.0
      31 EXTER UBelem1          --       --     1   9.865E-01  <  1.000E+00    0.0
      32 EXTER UBelem2          --       --     1   9.080E-01  <  1.000E+00    0.0
      33 EXTER UBelem3          --       --     1   9.085E-01  <  1.000E+00    0.0
      34 EXTER UBelem4          --       --     1   9.034E-01  <  1.000E+00    0.0
      35 EXTER UBelem5          --       --     1   9.037E-01  <  1.000E+00    0.0
      36 EXTER UBelem6          --       --     1   9.059E-01  <  1.000E+00    0.0
      37 EXTER UBelem7          --       --     1   9.090E-01  <  1.000E+00    0.0
      38 EXTER UBelem8          --       --     1   9.088E-01  <  1.000E+00    0.0
      39 EXTER UBelem9          --       --     1   9.053E-01  <  1.000E+00    0.0
      40 EXTER UBele10          --       --     1   9.007E-01  <  1.000E+00    0.0
      41 EXTER LBelem1          --       --     2   1.184E+00  >  1.000E+00    0.0
      42 EXTER LBelem2          --       --     2   1.135E+00  >  1.000E+00    0.0
      43 EXTER LBelem3          --       --     2   1.136E+00  >  1.000E+00    0.0
      44 EXTER LBelem4          --       --     2   1.129E+00  >  1.000E+00    0.0
      45 EXTER LBelem5          --       --     2   1.130E+00  >  1.000E+00    0.0
      46 EXTER LBelem6          --       --     2   1.132E+00  >  1.000E+00    0.0
      47 EXTER LBelem7          --       --     2   1.136E+00  >  1.000E+00    0.0
      48 EXTER LBelem8          --       --     2   1.136E+00  >  1.000E+00    0.0
      49 EXTER LBelem9          --       --     2   1.132E+00  >  1.000E+00    0.0
      50 EXTER LBele10          --       --     2   1.126E+00  >  1.000E+00    0.0
------------------------------------------------------------------------------------

---------------------------------------------------------
Design    Design     Lower       Design      Upper
Variable  Variable    Bound      Variable     Bound
   ID       Label
---------------------------------------------------------
       1  e1_DIM1    4.000E+00   1.099E+01   2.000E+01
       2  e2_DIM1    4.000E+00   9.911E+00   2.000E+01
       3  e3_DIM1    4.000E+00   9.704E+00   1.800E+01
       4  e4_DIM1    4.000E+00   9.528E+00   1.800E+01
       5  e5_DIM1    4.000E+00   9.340E+00   1.600E+01
       6  e6_DIM1    4.000E+00   9.228E+00   1.600E+01
       7  e7_DIM1    4.000E+00   9.148E+00   1.400E+01
       8  e8_DIM1    4.000E+00   9.079E+00   1.400E+01
       9  e9_DIM1    4.000E+00   9.019E+00   1.200E+01
      10  e10_DIM1   4.000E+00   8.977E+00   1.200E+01
      11  e1_DIM2    4.000E+00   5.069E+00   2.000E+01
      12  e2_DIM2    4.000E+00   5.371E+00   2.000E+01
      13  e3_DIM2    4.000E+00   5.162E+00   1.800E+01
      14  e4_DIM2    4.000E+00   5.011E+00   1.800E+01
      15  e5_DIM2    4.000E+00   4.821E+00   1.600E+01
      16  e6_DIM2    4.000E+00   4.699E+00   1.600E+01
      17  e7_DIM2    4.000E+00   4.604E+00   1.400E+01
      18  e8_DIM2    4.000E+00   4.535E+00   1.400E+01
      19  e9_DIM2    4.000E+00   4.492E+00   1.200E+01
      20  e10_DIM2   4.000E+00   4.473E+00   1.200E+01

TYNGOD

carcarc 发表于 2014-5-1 09:51
辛苦了，

(1) 何必专门为'DIM1-DIM2'创建DRESP2，倘若直接在HyperMath的function中得到操作会方便，但优 ...

１．我创建(DIM1-DIM2)的DRESP2的用意就是为了创建约束(DIM1-DIM2)＞0.01的，当然原本它就是可以在DRESP3程序里面实现．
２．为什么要创建(DIM1-DIM2)>0.01这个约束？当只有DIM1这类设计变量时，OptiStruct会自动满足(DIM1-DIM2)>0.0的，因为DIM2已经是个固定值，在PBEAML中早已定义，不会改变．但是，因为DIM2同样被定义成了设计变量，那么它就是个变量，软件不会自动帮忙建立(DIM1-DIM2)>0.0的我想，个人认为有比没有好．你可以试一试删除这些DRESP2.　
3．是的，是余量的。个人想法是，优化问题中定义了约31个约束，其中22个是激活状态。优化算法是找个“最化”解，其他20个左右约束都接近上限或下限值了，这２０个约束比１个，这个量，更重要吧。haha,,, 瞎猜的
对了，对于第２点，我是在没有定义DRESP3情况下考虑加DRESP2 [(DIM1-DIM2)>0.01]的。你应该是对的，加了DRESP3后，外部程序是考虑到了(DIM1-DIM2)>0.0，因为 1.0 < Res/LB_Res ，那么就是 (DIM1-DIM2)/LB_Res > 1.0 > 0.0 ，其中LB_Res必须正确定义为正值。

carcarc

TYNGOD 发表于 2014-5-1 21:33
１．我创建(DIM1-DIM2)的DRESP2的用意就是为了创建约束(DIM1-DIM2)＞0.01的，当然原本它就是可以在DRESP3 ...

通过探讨，很多问题和思路清晰了很多，再次感谢。

小星星

通过探讨，很多问题和思路清晰了很多，感谢！