基于多变量高斯过程模型的贝叶斯建模与稳健参数设计

针对模型预测偏差和波动的稳健参数设计问题,在多变量高斯过程(multivariate Gaussian process,MGP)建模的框架下,结合质量损失函数和非线性优化约束方法构建一个新的多响应优化模型.首先,利用成对估计方法获得超参数近似值,构建多变量高斯模型;其次,结合MGP模型特征,构造充分考虑响应波动因素的质量损失函数.利用蒙特卡罗模拟方法,获得响应落入指定区间的期望概率;然后,以期望概率为约束,结合本文所提质量损失函数建立优化模型;最后,利用全局优化算法进行寻优,获得考虑响应期望概率的优化结果.实际案例和软件仿真表明,该方法综合权衡了预测偏差和预测波动引起的不确定性对优化结果的影响.获得了兼顾质量损失和期望概率最优均衡解,从而实现稳健参数设计.     

非正态响应稳健参数设计的贝叶斯建模与优化

针对非正态响应的稳健参数设计问题，提出一种考虑噪声因子的贝叶斯建模与参数优化方法。首先，考虑经验贝叶斯先验信息，利用贝叶斯广义线性模型构建设计因子与输出响应之间的函数关系；其次，假设噪声因子服从已知的分布，在此基础上利用贝叶斯抽样技术获得考虑噪声因子波动的输出响应模拟抽样值；然后，在给定产品规格的基础上，利用输出响应的抽样值构建符合性后验概率函数，并利用遗传算法对所构建的符合性后验概率函数进行优化，获得对噪声因子波动具有稳健性的参数设计值；最后，结合实际的案例验证了所提方法的有效性。研究结果表明，所提方法有效地刻画了噪声因子的波动对产品或过程质量的影响，从而获得了更为稳健可靠的参数设计值。     

多元质量特性的稳健设计及其实现

多元质量特性稳健设计的关键在于既要确定多个质量特性整体波动的质量,又要建立方便,实用的实现途径的特点,给出多元质量特性稳健设计的一般模型,然后利用信息论中“熵”的概念和多元统计的结果,建立多元质量特性稳健设计波动源的度量准则和便于操作的实施程序。利用内、外表直积法,通过仿真分析给出了实现多元质量特性稳健设计的实施过程,结果表明该方法是可行、有效的。     

基于ADAMS的农田信息采集机器人仿真分析

针对精确农业中实时数据缺乏的问题,提出了一种新型的农田信息采集机器人。为改进机器人的物理样机,运用动力学仿真软件ADAMS,建立了机器人的参数化虚拟样机。采用虚拟传感器和脚本仿真技术,对机器人的越障过程进行了仿真,表明机器人有较高的地形适应能力。提出性能评价指标和参数化分析方案,对机器人进行了多变量的试验设计,最终得到了各参数优化后的机器人模型。仿真分析是新型机器人设计和优化的一种高效、可靠的方法。     

基于负载分析与遗传算法的工业以太网控制系统设计

为减小网络延时对系统控制性能不良影响和实现冗余结构工业以太网系统控制要求，利用负载分析理论乖排队论，建立了网络延时计算模型，挣出了延时计算方法；根据该网垮延时，在传统PID控制器设计方法基础上，以保证系统时域与频域性能指标为评价目标，提出了利用遗传算法朱实现PID参数整定．为扩大算法的搜索空间，获得更多最优解，引入了排挤小生境策略，设计了基于该策略下系统设计的遗传算法。     

基于MDO技术的油底壳结构优化方法研究

为提高油底壳的结构刚度,减轻质量,研究探讨了一种利用成熟CAD/CAE软件和多学科设计优化(MDO)平台进行内燃机部件结构优化设计的方法。利用iSIGHT、I-DEAS软件和VC 语言,构建了一套结构优化集成系统,实现了基于MDO技术的油底壳结构优化的整个仿真流程,并对程序控制的实体模型参数化修改、集成框架以及相关优化算法等进行了探讨。针对某型号柴油机油底壳,利用连续二次规划(NLPQL)算法,优化求得了结构参数全局最优解。实践结果表明:MDO技术应用于内燃机结构优化设计,是实用和可行的。     

基于竞争网络的混凝土路面结构性能评价方法

深入研究了基于FWD检测的弯沉盆参数(DBPs)对水泥混凝土路面结构状况的影响，建立了基于竞争网络理论的水泥混凝土路面结构状况评估模型。经过理论分析和实践工程验证，利用路面弯沉盆参数(DBPs)，通过模型对水泥混凝土路面的工作性能进行综合评价这一方法完全可行。     

汽车动力传动系统建模与分析仿真软件包开发

介绍了基于MATLAB的车辆动力传动系统建模与分析仿真软件包的开发.该软件包综合运用了MATLAB的各种资源Database工具箱实现了初始参数的查询和读取、优化工具箱实现了车辆动力传动系统的参数优化、Simulink实现了车辆动力传动系统的动态性能仿真等.同时作者建立了车辆动力传动系统部件的Simulink模型库,实现了车辆动力传动系统逐元件建模和分析的功能.在车辆设计初级阶段,该软件包的开发对动力传动系统的选型或设计具有指导性意义.     

考虑响应共变特性的多响应稳健参数设计

针对响应共变特性的稳健参数设计问题,在多任务高斯过程(multi-task Gaussian processes,MTGP)建模框架下,结合质量损失函数和考虑响应不确定性的优化函数构建了一个考虑输出响应不确定性的MTGP(uncertainty of MTGP,UNMTGP)优化模型。首先,利用MTGP模型拟合实验数据,构建考虑响应间共变特性对优化结果影响的多元高斯模型。其次,提出考虑输出响应不确定性的优化目标函数,构建多响应稳健优化模型。最后,结合全局优化方法,获得最优参数设计。此外,结合真实案例,利用质量损失函数的相关评价指标,论证所提方法的有效性。结果表明,所提方法考虑了响应共变特性和输出响应不确定性对优化结果的影响,有效改善了模型的预测质量,提升了输出响应的稳健性。     

一种基于MATLAB的模糊控制器综合优化设计方法

提出了一种基于MATLAB的模糊控制器综合优化设计与仿真分析的实现方法。该方法首先利用MATLAB中的模糊系统工具箱结合MATLAB函数构建控制规则可调整的模糊控制器,然后利用最优化工具箱优化模糊控制器的控制规则和参数,从而提高设计模糊控制器的效率。最后利用仿真连接器建立系统仿真模型并在单位阶跃输入信号作用下仿真分析系统动态性能和优化设计结果。仿真表明,控制规则及参数优化后,系统阶跃响应特性基本上能达到“快速—无超调”的设计目标。     

基于概率测度的确信可靠性建模与分析方法

确信可靠性理论基于可靠性科学原理, 在产品设计阶段综合考量产品的性能参数与不确定性, 实现了产品的正向设计与定量设计。为了将确信可靠性理论转化为实践可行的可靠性设计流程, 提出了基于概率测度的确信可靠性建模与分析方法。通过研究功能性能裕量分析确定关键性能参数与性能阈值, 通过理论分析、仿真建模、实验建模建立产品的性能方程、裕量方程与退化方程; 确定量化参数的不确定性, 开展确信可靠性分析, 并计算可靠性定量指标。本文为可靠性设计工作流程提供创新性的理论探索和工程实践, 为进一步说明该方法的应用流程, 本文以某型电连接器作为案例进行研究，定量提出了电连接器可靠性的优化改进方向。     

基于粒度计算的鲁棒性组织设计方法

介绍了面向使命的组织和组织设计,讨论了组织的鲁棒性设计问题。分析了组织设计中需要考虑的使命参数不确定性,定义了使命邻域的概念来设计不确定使命环境。通过扩展基于粒度计算的组织设计方法,提出了鲁棒性组织设计方法,设计过程包括两个阶段:平台集粒化阶段和决策分层阶段。讨论了两个阶段的设计方法,并给出了基于遗传算法的平台集粒化方法。案例分析和对比试验表明文中的方法具有较好的性能。     

含有跳变参数的中立系统的鲁棒保性能滤波

对一类含有马尔可夫跳变参数的中立系统研究了鲁棒保性能滤波问题。系统中含有时滞，跳变参数与不确定性。系统中的跳变参数可以通过有限状态马尔可夫过程来描述。目标是设计无记忆线性滤波器使得对所有的不确定性增广系统是时滞独立鲁棒随机稳定的，并且满足所提的保性能指标。基于随机微分方程稳定性理论，给出了线性滤波器存在的充分条件。借助一组相互关联的线性矩阵不等式，获得了鲁棒保性能的设计方法。通过求解线性矩阵不等式约束下的凸优化问题，给出了次优保性能滤波器的设计方法。     

Robust guaranteed cost filtering for uncertain timedelay systems with Markovian jumping parameters

1.INTRODUCTION Itisnowwellknownthatstochasticmodelinghas cometoplayanimportantroleinmanybranchesof scienceandindustry.Anareaofparticularinterest hasbeenMarkovjumpsystems[1～5].Ontheother hand,stateestimationplaysanimportantroleinsys temsandcontroltheory,signalprocessingandinforma tionfusion.Certainly,themostwidelyusedestimation methodisthewell knownKalmanfiltering[6,7].Acom monfeatureintheKalmanfilteringisthatanaccurate modelisavailable.Insomeapplications,however,when thesystemissubject…     

飞机环控系统建模与换热器参数优化研究

建立了飞机环控系统各主要部件的数学模型和MATLAB仿真模块，在此基础上搭建了某型飞机环控系统的仿真模型，并针对某机型进行了仿真研究。结果表明，模型具有较高的精度。以该系统作为研究对象，以降低系统出口温度为目标函数，从系统角度对换热器流程数和热路流动长度进行了优化。从结果来看，相对于输入参数，换热器的流程数和热路流道长度具有局部最优解，此时压气机、涡轮和换热器之间存在着热量、压力、能量的最优匹配关系。该结论对同类系统的参数确定和优化有一定参考意义。     

基于双响应曲面的精密产品子集模拟可靠稳健优化设计

针对不确定性场景下小失效概率的精密产品可靠性问题,提出了基于双响应曲面法(dual response surface methodology,DRSM)与子集模拟的可靠稳健优化方法。首先,建立精密产品多失效模式极限状态的RSM模型和以质量特性均值-方差为优化目标的功能函数DRSM模型。其次,在此基础上运用子集模拟法进行可靠性分析,将精密产品小失效概率描述成一系列较大的条件失效概率之积。最后,将极值事件的优化问题视作稀有事件的可靠性问题的特例,基于该转换思想采用子集模拟法将优化问题在可靠性问题的框架内进行求解。案例分析及验证结果表明所提方法的有效性。     

一种基于约束关联网络模型的模块化设计方法

针对侧重产品设计各阶段宏观布局原则制定、忽略布局合理性及其进化分析技术研究的现状,提出了一种基于细粒度约束关联网络模型的模块化设计方法.从布局规划及其协同进化的角度,给出了此方法的技术框架和闭环流程框架.研究了基于细粒度约束关联网络模型建立产品族模型的方法.探讨了基于细粒度、多视图产品族模型实现模块划分的分析技术和算法.研究了其设计过程调度方法,并提出了基于过程冲突定位和优化细粒度产品族模型的技术方法.通过在某型号发动机模块化设计中的应用,验证了所提出方法的合理性和有效性.     

基于鲁棒LS-SVM的ARMA时序模型研究

对时序数据建模与辨识技术进行了分析,提出了使用鲁棒LS-SVM算法建立ARMA时序预测模型。该模型是在LS-SVM的约束条件中加入鲁棒特性和时序模型参数,使之在求解的过程中对孤立点与噪声不敏感,并且能准确地辨识时序模型参数。考虑到高炉的热状态的输入输出数据集间存在着复杂非线性时序上的关系,通过用基于鲁棒LS-SVM的ARMA模型预报铁水中硅的含量,从而达到了预测高炉热状态的目的。说明了该模型在对非线性时间序列预测精度和稳定性上具有明显的优越性,为稳定钢铁质量和生产工艺创造了良好条件。     

基于仿真模型的鲁棒协同优化方法研究

复杂产品往往由多个子系统通过复杂的耦合方式组成.针对复杂产品的多学科鲁棒设计优化技术已得到广泛应用.为了使用仿真模型进行多学科鲁棒设计优化,提出了SUA-RCO和DRS-RCO两种方法.在SUA-RCO方法中,仿真模型首先被拟合为近似的数学模型,然后利用近似数学模型进行RCO计算.系统的不确定性由SUA方法进行计算.为了解决大参数方差问题,DRS-RCO方法将仿真模型近似拟合为双响应面形式,分别使用两个响应面来拟合均值和方差.然后,进行协同优化计算.     

基于虚拟样机技术的振动冲击夯参数设计研究

分析了振动冲击夯传统建模和分析方法的不足。采用Pro／E和Adams软件建立了振动冲击夯的参数化虚拟样机模型，解决了建模当中的一些关键问题。用虚拟样机技术对振动冲击夯进行了模态分析和动态响应特性分析。详细分析了振动冲击夯各设计参数对机器工作性能的影响，并以主要设计参数为设计变量对振动冲击夯进行了优化设计．在仿真结果的基础上，采用Ansvs软件对振动冲击夯的连杆结构进行了结构优化设计。在分析的基础上，提出了设计振动冲击务时应建循的原则和优化方法．