基于随机优化的工程稳健设计

根据影响产品质量的因素,讨论了质量设计的准则和设计解的稳健性,并利用随机建模原理提出一种工程稳健设计的新方法。该方法与一般稳健设计不同的是,通过同时调整设计参数与控制其容差来达到稳健设计的最优解。数值分析表明,该方法是十分有效的。     

考虑运动副间隙影响的函数发生机构的稳健优化设计

针对函数发生机构,分析了可控因素和不可控因素的随机变化对机构运动质量的影响,建立了考虑运动副间隙影响的机构稳健优化设计的数学模型,给出一曲柄滑块函数发生机构的稳健优化设计示例.     

基于模糊理论的平面连杆机构稳健设计方法

根据评价平面连杆机构运动精度的模糊特性，用模糊概率方法评价其设计精度，进而引入了其稳健设计方法。该方法在求解机构杆长等参数的同时，还可确定各杆长的制造公差，确保机械构运动精度的稳健性，以再现连杆角位移的平面连杆机械为例，建立了基于模糊理论的稳健优化设计数学模型，并进行了设计计算。     

模糊目标与模糊约束时的稳健设计研究

用模糊数学方法，对模糊目标时的稳健设计原理进行了研究，提出了望目特性和望小特性稳健设计的模糊概率型的稳健性准则。针对在一般的模糊优化设计中模糊约束条件的不稳健性，提出了模糊约束条件的稳健笥准则，既要在干扰因素下提交设计质量的抗干扰能力和优质率，又要保证设计点的可行稳健性。在此基础上，建立了模糊目标与模糊约束条件下的模糊稳健设计数学模型，给出了模糊稳健设计的裕列，这是一种新的稳健设计原理，具有工程应用前景。     

基于蒙特卡罗法的轨迹再现转向机构稳健性设计

对于转向梯形机构,以转向过程的运动精度为目标函数,以主销中心距、轴距、转向梯形底角和转向梯形臂长度四个参数作为设计变量,以最小传动角及最大角度误差作为约束,建立了基于响应面方法的稳健设计数学模型. 应用具有正态分布参数的蒙特卡罗稳健设计方法,对汽车转向机构进行了优化设计. 比较了确定性优化方法与蒙特卡罗方法的设计结果. 在转向角度误差相差不大的情况下,应用蒙特卡罗方法设计的转向机构最小传动角大,系统的传递性能及运动性能好,并且当设计变量出现微小变化时,能有效保证转向系统的运动轨迹.     

再现连杆角位移机构的稳健优化设计

以连杆角位移再现平面四杆机构为例,讨论了其设计变量、噪声因素以及质量特性和目标函数的确立过程,建立了基于容差模型的角位移再现机构的稳健优化设计数学模型;给出设计结果,并与原方案进行了比较. 结果表明,该方法在保证机构运动质量稳健性的同时,可以获得更大的设计变量容差,从而提高机构的可制造性,降低成本.     

机构运动精度可靠性设计方法及步骤

本文运用了机构运动精度可靠性分析与设计中涉及的基本理论，归纳出机构运动精度可靠性分析与设计的一般步骤，对设计具有指导作用。     

越障机器人的设计与研究

系统地阐述了越障机器人的机构设计思想及运动原理；分析和探讨了遥控控制手段，控制电路及控制策略，该机器人机构设计巧妙，采用航模比例遥控器和PLC电路进行控制，具有结构紧凑可靠，操作简单，运动灵活等特点，在实践中得到了良好的验证。     

急回运动平面连杆机械的解析设计及优化设计

采用平面连杆机构并通过适当的设计措施使其运动输出构件具有急回，是机械设计中用来提高机械的工作效率，改善机构的运动和动力性能的一种常用的设计手段。但长期以来人们一直沿袭采用传统的图解设计方法，从而制约了设计精度和设计效率的提高，更重要的是：由于图解法难以把机构综合与优化设计很好地结合起来，从而也制约了机构设计质量的提高，笔者首先志出了具有急回运动平面连杆机构（主要是曲柄摇杆和曲柄滑块机构）运动综合的解析设计方程，从而解决了图解设计带来的上述问题，采用CAD技术不仅大大地提高设计精度和设计交，而且通过对机构进行运动和动力的多目标优化设计，获得了一些重要结论，这些结论对指导这类机构的设计有指导意义。     

多指标稳健设计的一般模型及其实现过程

稳健产品或工序设计就是在保持输出质量特性均值接近设计目标值（名义值）的基础上，最大限度地减少质量特性值的波动。单指标的稳健设计已进行了广泛的研究＾（１－８），获得了一系列的可操作的实现方法＾（１－５）。多指标稳健设计首先遇到的困难是如何确定多个质量特性整体波动的度量。到目前为止，还未见到满意的研究结果。为此，本文系统地研究了多指标稳健设计问题。首先，建立多指标稳健设计的一般模型，进而利用信息论的观     

汽车起重机起升机构二级行星排的优化设计

对160T汽车起重机起升机构的5个变量、22个约束条件,用高散混合变量的随机法进行了优化设计,结果表明:采用优化设计的机体体积比传统设计减小了30%以上,成批生产将获得可观的经济效益和社会效益.     

基于稳健设计的非公路汽车转向杆系优化分析

针对加工、使用过程中多种不确定因素对产品性能的影响,利用响应面模型,给出了转向机构设计变量与转向性能间的函数关系,模拟了不确定因素干扰下的系统响应.建立了转向机构稳健设计的数学模型,根据理想点法,求取了系统的优化设计方案.     

望大望小特性的模糊健壮设计研究

提出了模糊健壮设计中望大特性和望小特性的分位数型设计准则，并根据模糊健壮设计原理，建立了望大特性与望小特性的模糊健壮设计优化模型。为了提高求解该模型的效率和灵活性，采用基于最大可能点的分位数求解算法代替随机模拟法来计算质量特性的分位数，并将它和常规优化算法相结合构成了该模型的求解框架。通过太阳能灌溉系统的设计实例表明，该方法可以有效地处理健壮设计问题中的模糊信息，不仅能事先根据设计者的意愿来灵活地调整设计方案的优质率和可行性，而且采用基于最大可能点的分位数求解算法使得在迭代点处的平均运算次数比传统模糊健壮设计方法减少了90％以上，从而提高了模糊健壮设计问题的求解效率。     

模糊稳健优化设计中的神经网络技术

由于模糊稳健设计中的准则函数和约束函数是随机性可控因素与不可控因素的函数,其概率密度函数的表达式难以确定,故在优化设计中采用随机模拟方法.但采用遗传算法进行优化计算时,随机模拟消耗的机时很大,优化计算效率极低.为此,采用BP神经网络对模糊随机函数进行逼近,探讨了神经网络的构造与程序实现方法;用插装式溢流阀调压弹簧的模糊稳健优化设计问题进行了数值仿真与验证.实例表明,BP神经网络的仿真精度可以达到工程优化问题的要求,把遗传算法与神经网络技术相结合,可以有效地求解模糊稳健设计等复杂优化设计问题.     

内螺旋机构的优化设计

本文就应用内螺旋机构对两根钢丝轴向并列缠绕的园柱螺旋弹簧进行织网时,产生重复性定长度和骤发性不定长度单丝的专题研究,提供了减少和消除单丝的途径。并推导出了单丝长度与螺旋参数相关的数学计算式,其计算结果与实际相一致。同时,建立起内螺旋机构的优化设计数学模型,从而可获得最佳设计。     

三维纺织复合材料缝合机械手系统——末端机构的设计与理论分析

为了缝合三维纺织复合材料预型件,提出了在机械手末段安装单边缝合机构来组成缝合系统的加工方法.利用曲柄滑块机构、凸轮机构和四杆机构设计了单边缝合机构.介绍了它的工作原理和设计方法.利用复数矢量法进行了运动学分析.分析结果表明,该缝合机构满足设计要求.     

共振失效下复杂转子系统的可靠性稳健优化设计

针对大型复杂转子系统,根据其失效的判定准则,提出了基于共振失效的可靠性模型并对转子系统进行了可靠性稳健优化设计.首先,基于转子动力学理论判定了系统的主要失效模式,识别出最薄弱环节,预测了系统实际隔离裕度与许用隔离裕度,根据实际隔离裕度大于许用隔离裕度的关系准则,建立基于共振失效模式的可靠性模型;然后,基于神经网络技术、可靠性设计理论以及改进后的可靠性灵敏度计算方法,得到系统可靠度和基本随机变量对可靠度的影响程度,并对其进行排序,找到对系统影响较大参数后,在保证一定可靠度前提的基础上,对系统进行了可靠性稳健优化设计,使参数对可靠度的敏感程度降低.