MATLAB在阎良区武屯镇给水管网优化设计中的应用研究

"这篇毕业论文主要探讨了基于MATLAB的阎良区武屯镇给水管网的优化设计，旨在提高供水系统的可靠性和经济效益。研究中，作者针对当地给水管网存在的老化、不合理布局以及运营压力不均等问题，提出了优化设计方案。论文首先构建了一个以经济性为中心的数学模型，通过分析不同地区的管道造价数据，利用模拟退火算法优化得到适用于西安市的铸铁管造价公式。在算法设计方面，论文深入研究了水力计算、传统二次罚函数法和标准遗传算法，提出了一种自适应罚函数遗传算法，该算法能根据种群动态调整惩罚因子，避免陷入局部最优，确保全局最优解的寻找。在实际应用中，论文利用EPANET水力模拟软件建立了阎良区武屯镇的给水管网模型，比较了传统罚函数法和自适应罚函数法的性能，证明了自适应罚函数法在优化设计中的优势。" 这篇论文涵盖了以下几个关键知识点： 1. 给水管网优化：通过对阎良区武屯镇给水管网的现状分析，确定了优化设计的必要性，以改善供水效率和稳定性。 2. 经济性数学模型：模型以管网的一次建造费用和后期运营维护费用之和作为经济性指标，为优化设计提供了量化依据。 3. 模拟退火算法：此算法用于优化造价公式的参数，得到了适用于西安市铸铁管的综合造价公式。 4. 自适应罚函数法：为改进传统二次罚函数法的局限，提出了自适应罚函数遗传算法，能更好地调整搜索空间，避免局部最优解。 5. 遗传算法：结合标准遗传算法，自适应罚函数法提高了算法的全局优化能力，有利于找到最佳解。 6. MATLAB应用：论文利用MATLAB进行水力计算子程序的编写和优化算法的实现，展示了MATLAB在工程问题解决中的强大功能。 7. EPANET软件：EPANET被用来进行水力模拟，验证了不同优化方法的性能，为实际操作提供了工具支持。 8. 对比分析：通过比较传统罚函数法和自适应罚函数法在建设造价、水力情况和节点水压安全等方面的性能，凸显出自适应罚函数法的实用价值。 这篇研究不仅在理论层面深入探讨了优化设计的方法，还在实践中运用这些方法解决了具体问题，为同类问题的解决提供了参考。