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摘要第III部分的这纸三部系列描述路辗和滑混杂整数非线性规划MINLP方法执行的水力钢门结构综合非线性规划方法使能门结构元素大梁，板材，优选的门几何、结构元素和所有连续和标准剖面图大小之间的结构元素和所有连续和标准尺寸的最佳优选中间距离。为此，拓扑结构改变和互联联系的特别逻辑限制在选择和被修理的结构元素之间被公式化。他们被埋置了入路辗和滑的钢门结构GATOP一个数理优化模型。GATOP根据已经制定了一个特殊的MINLP机械上层上层建筑（MINLPMS）的第一和第二部分介绍了模型的制定。该模型包含一个自我制造和运输费用的经济大门的目标函数。由于GATOP模型非凸，高度非线性的，它是由链接解决两相的MINLP战略，无论是在顶级计算机代码中实现办公自动化陪同的改性推理算法的手段。一个综合的例子是作为一个比较设计已经竖立滚子门，所谓的二进水口闸门埃及阿斯旺的研究工作。最优结果产生净储蓄占百分之二十九点四的时候相比，在门口竖立的实际成本。关键词结构合成，优化，拓扑优化，离散变量优化，混合整数非线性规划的MINLP修正办公/推理算法MINLP（非线性规划）的战略液压启闭闸门，推拉门辊闸门阿斯旺1。简介本文介绍了混合整数非线性规划（MINLP）的方式来滚子和滑门结构，即在垂直升降水工钢闸门合成最简单的类型，见图1。滚子和闸也被视为最频繁对水源的控制水工钢闸门制造类型。它们用来规管水力发电厂，大坝或溢洪道的水流。由于水工钢闸门是非常特殊的结构，只有一个已经讨论了一些作者的优化，例如卡尔文尼伽、蒋格林和柯克曼以及阿尔姆基斯特等人。特别有趣的是表现在没有这些（辊闸），但类似的结构优化。在这种调查，万德普拉斯和维斯哈尔以及戈达尔等。加筋复合材料层合板优化，巴特勒和瑞格提斯加筋板的优化，法卡斯和加麻依优化焊接矩形蜂窝板，菲克肯等。斯特林格气瓶和治疗皮肤茛蒂等。加劲板。几乎所有使用的非林程式学（NLP）技术作家。茛蒂等。提出了遗传算法，而科若文等推出的MINLP算法和拓扑结构的同时和参数的闸门优化策略。图1。垂直升降水工钢闸门结构在我对这个文件三个部分组成的系列部分，一个是的MINLP方法和参数的同步拓扑结构优化的一般看法是主办。第二部分描述了标准尺寸的同时优化扩展。根据在第一和第二部分所定义的上层建筑的方法，本文件（第三部分）是合成和滑动滚轮的MINLP水工钢闸门结构，取得了以最小的成本，受到明确的设计，材料，应力的主要目标，偏转和稳定性约束。随着的MINLP方法能够同时拓扑结构，参数和标准尺寸的优化，一门结构构件（梁，板），门全球性的几何形状，结构之间的所有连续元素和中间的距离和数量的标准尺寸可同时得到。这种对论文三部分组成的系列的最后一部分，分为三个主要部分1。第2节介绍了如何不同拓扑结构和标准尺寸的替代品是假设以及如何联网关系是由明确的逻辑约束手段，制定以执行在优化过程的拓扑结构和标准尺寸的改变。2。第3代表滚子，滑动闸门结构GATOP一般的MINLP优化模型。3。最后，在第4节，建议上层建筑的MINLP方法应用到一个已经竖立滚筒门，所谓的二进水口闸门埃及阿斯旺合成。2。上部结构及其替代品和离散决策建模21。推导的拓扑结构和标准尺寸的替代品在合成大门的第一步是一个混合整数非线性规划上层建筑中不同拓扑/结构和标准尺寸的嵌入式替代品被选定为最佳结果的产生。选定为最佳效果。门上层建筑也包含了结构元素可建造每一个可能的结构替代以及不同套离散值，每个标准尺寸替代不同代表性。但由于该轮和滑动闸门几乎相同的结构，它是合理的建议上层建筑，这很可能是为他们两个非常有用。211。拓扑结构的替代品门上层建筑通常包括一门主要元素，其中每个元素是门各种结构元素，如梁横向，纵向梁，加劲和面板块内容，代表组成，见图2。上层建筑包括N迈门元素，NN，每个包含米的水平梁，MM，纵向大梁（32V）通过整个大门，VV,V3的数量，以及相应的（M1）（22V）的数目皮板元素。图2。门的上层建筑，由三个主要元素门，建造水平和每个包含六纵九梁对每一个M个第N个元素的水平梁大门额外二进制变量YN,M是劲分配。横向梁和相应的面板单元板，在第N个元素的分布大门，因此被确定数量可以简单地用MYN,M表示。附注K劲，该垂直梁相同数量最少为3，他们可以只需要奇数。如果一个二进制变量YV是分配给每个V，VV的，纵向大梁可以用（32VYV）表示。以同样的方式一个偶数（22VYV）的同等水平将得到整个分区的建议。在纵向大梁的情况下，我们可以看到，结构构件，也可确定合适的二元变量的线性组合。其中最大数量MMAX的水平梁，每门各主要元素，上下梁连同中间水平梁和毗邻的面板元素的最小数MMIN是当作固定结构的部分，它们总是在优化本。所有其他（MMAXMMIN）的中间与邻接面横板单元对应的数字，然后把梁结构元素作为替代，这可能不是消失或者被选中。由于唯一的选择结构元素的离散优化参与，离散决定大小显著减少。选定的替代结构之间的每个元素和固定结构元素可能组合形式一门额外的拓扑/结构的选择。212。标准尺寸的替代品四个标准尺寸此外定义代表铁皮板的标准厚度面板吨TSN每N个元素的正门厚度，水平梁的法兰厚度TFN，外层的水平梁腹板厚度吨，M1或,OUTWMMM，和内部横向梁腹板厚度吨，1MM自厚度TSN有一个对整个面的第,INWMN个元素的大门板共同的价值和分别为第N个元素的所有大门梁的水平相同，即它们对应到上层建筑或部分从特殊吨的MINLPMS在第二部分制定模型的通用标准设计变量。同样，门页厚度吨，它为第N个元素外正门水平梁的,OUTWNM共同价值，这是所有内部横向梁相同，对应的共同的可替代的标准设计变,STCOMAED量结构元件。一种额外的标准离散值设置一个替代品和一维二元变量的大小相同，介绍了一套特别的标准尺寸为每个提及。每个标准尺寸TSN应表示在给定的标准尺寸I中选择替代尺寸，II，被K的替代，KK，标准尺寸吨标准尺寸由P选择，PP的，由R所替代，RR。I的二进制变量载体YN,R和离散值QN,R分配给变量载体TFN时，P元素YN,P和QN,P的变量载体和R元素的载体YN,R和QN,K分配给变量。因此，分,OUTWNM,INWM配到门上层建筑整体向量变量是YYN,M,Y1,V,YN,IYN,K,YN,P,YN,R22。离散决策建模该拓扑结构和标准尺寸的替代假设门上层建筑可归结为一个混合整数非线性规划MINLP模型采用一种特殊配方（的MINLPMS）的拓扑结构的同时，参数和机械超标准尺寸的优化结构第二部分所述的问题。由于可以从（的MINLPMS）的出现，其目标函数通常受到结构分析和逻辑约束。虽然结构分析制约代表了一个综合结构的数学模型，逻辑约束是用于显式建模的逻辑判断决定确定的离散拓扑建模是一种替代品为合成最为重要的目标。为了执行内部的MINLP优化这些决定，互连逻辑约束DYR（D,P）R是建议。而变量，其范围和对的MINLPMS模型制定的限制大多数是在第二部分，互连逻辑约束和约束丹宁拓扑结构的改变代表介绍本节。后者的是来源于以下基本的整数或混合整数逻辑约束（一）在我设置的单位选择多个选择的限制精确地选择测绘单位选择M单位至多选择至少M单位（二）如果当时条件如果单位K为单位选定，然后我必须选择（三）激活或连续变量，不等式或方程组的失活1。连续的例子，涉及到的标量变量X的值如果,如果2。相反的关系X如果如果（四）整数削减约束消除不必要的整数组合，如在以前的MINLP迭代中发现的其中为了描述的离散决策模型，从图2是针对一般的门上层建筑中定义的结构元素通常水平和垂直图3。垂直截面通过门（A）有固定门上层建筑（）和替代（）的结构的内容（B），只有固定结构元素的最小结构梁。至于梁的垂直造型，不需要特殊的简单互连逻辑的制约，对于离散决策水平梁建模证明更加复杂。221。模型的拓扑变化让我们考虑垂直交叉与固定和替代水平梁门元素上层建筑部分，见图3（A）。固定和替代的主梁和上层建筑的数量及其位置可以描述如下逻辑约束逻辑约束（9）德纳的（梁）结构元素的最小（MMIN）和最大值（MMAX）的数量。虽然数MMIN代表固定结构的元素个数，元素之间的最大和最小数量（MMAXMMIN）给出了替代结构元素的个数。约束（10）德纳的另类元素去除方向从下拉上层建筑顶部。从图3可见，最上面的元素是固定之一，这是由约束（11）。然后再从如下约束（10），所有的闲置固定元素在上层建筑的底部。因此，限制（9）（11）代表梁的水平显式模型的拓扑结构的改变。222。互连关系建模之间的替代性和互连结构元件固定在上层建筑的关系需要特别注意的结构合成的混合整数非线性规划方法进行。恢复之间的互连关系之一，目前选定的（现有）结构构件之间的连接或取消目前拒绝（消失）的结构元素的关系。由于混合整数非线性规划方法优化的拓扑结构和参数的同时，有必要在简明的方程式中形成这些互连关系，使他们可以使在优化过程中的元素之间的互连和断开。特别互连之间的替代性和固定结构元件的互连关系的逻辑约束已提出。他们将被嵌入到门结构的MINLP优化模型，从而使后者成为自自动拓扑及参数优化足够了联网的逻辑约束建模，但是，需要额外的补充，因为大多数元素的制约因素包括功能不只是他们自己的变量，而是属于他们的毗邻结构元素变数也。这样的例子是，例如，转动惯量约束IN,M的第M个元素的第N个正门水平梁（见以下部分方程（23），其中包括取代表达的面板的与高度有效宽度BSN,M与（梁与窗台之间）HM1和HM1两个毗邻梁的高度有效宽度BSN,M。第M个中间水平梁的约束是典型的三种高度的功能HM1,HM,HM1两个水平之间的垂直距离梁DHM1和DHM。距离DHM是被约束简单地定义这个问题出现时，如果HM1不是定义毗邻的上梁替代的M个水平梁不存在。例如，让我们考虑图3一中的第三次梁，这是最主要的现有中间元素。为了定义H4，以充分的约束梁3，4应暂时成为平等的最顶部的固定梁的高度H6HM（图3（B）。其主要思想是将所有的高度非现有中梁（图3（一）梁4和梁5项）在H6由逻辑约束价值方式请注意，约束（13）和（14）恢复上和的距离下边界DHM时相应UPHMDLOWEX的梁存在（YM1）并将其设置为0，否则,，当距离是零，它遵循从约束（12）的HM变成等于HM小时。在这所有的距离和高度是任何梁即成为最主要的中间选择一个，并重新建立其连接到最上面的固定梁定义方式。作为最主要的是选择一些中间梁连接到最上面的固定梁（如在图3（一）梁3到梁6项），后者也应在类似的方式，连接到前一个（在图3（一）梁3到梁6项）。为至上固定梁约束是当时的两个高峰只是功能HM和HM1和一个距离DHM1。如果出现一些问题是不存在的中间梁，梁如在图3（一）中4和5。在这种情况下，HM1不应予以考虑。相反，高度HS的上选定的中间梁（HS在图3（一）问及应定义为HM1取代。最上面的选择DHS的中间梁的垂直距离，然后通过约束固定对所HM之间的高度为HS的选择可以由以下逻辑的限制约束（16）和（17）设置HS到该M个现有水平梁（YM1），它具有较低的现有毗邻梁（YM11）和毗邻的上梁的消失（Y10）。然而，对于MM1相邻上梁总是存在的，因为它是固定梁（YM1）。在这种情况下，我们需要额外的限制，即（18），（19），其中规定HM1至高度3。和滑动的滚水工钢闸门结构优化的MINLP模型GATOP一种轧辊和滑动的MINLP水工钢闸门结构GATOP（闸门优化设计）的数学优化模型已经开发成功。该模型已经被证明为轧辊和滑动门合成高效。作为一个数学建模和数据输入/输出只要GAMS（通用代数建模系统）由布鲁克等接口。一个高层次的语言已被使用。GATOP的首版本的开发进行自然语言处理的固定栅结构的优化问题，而结构自重门是在目标函数中考虑，请看参考文献15。新GATOP版本是一个更普遍的问题许多替代水平梁，竖梁和皮肤板块元素现在同时在一个复合的大门上层建筑的形式表达
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