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.     

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.     

基于区间分析的非概率稳健优化设计

提出了一种新的基于区间分析的非概率稳健优化设计模型.利用非线性区间数规划和函数的区间扩张,对稳健性指标进行了计算,将含有区间参数的常规稳健优化模型转化为确定性的稳健优化模型,转化后的模型能够根据设计者要求实现任意指定稳健性的优化目标,最终建立了两级稳健优化设计模型.该模型无需知道设计参数的概率分布函数,也不要求目标函数...     

曲柄滑块机构的稳健性设计

以曲柄滑块机构作为研究对象,根据传统优化设计基本原理,对曲柄滑块机构进行模型分析,建立其优化数学模型,再利用Matlab对其数学模型进行求解,得出了传统优化设计的设计结果。然后利用稳健设计中的田口设计方法,将建立的优化模型转化为稳健设计模型,最后利用二次规划方法对稳健设计模型进行求解,得到了稳健设计的优化结果。在误差存在的条件下,对两种求解结果采用统计学方法和蒙特卡洛法(MCS)进行设计结果对比,确定稳健优化设计方法对目标函数具有更好的跟随性。     

稳健设计中的稳健可行性分析

针对稳健设计中的约束可行稳健性问题,提出了一种新的稳健优化设计方法。通过分析不确定因素对约束的影响,提出了利用最大波动分析计算在不确定性因素影响下约束的最大波动量,将该变化量作为惩罚项添加到原约束中,构造了两级优化数学模型。顶级优化是在原有常规优化的数学模型基础上添加了稳健可行性的判断指标,次级优化用来判断稳健性指标的值。与其他方法比较,该方法不需要知道不确定因素的概率分布和约束的梯度信息。实例结果证明该方法是可行的。     

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 ,提出的模糊约束条件的稳健性准则 ,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 ,因此在此基础上 ,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实例 .这是一种新的稳健设计原理 ,具有工程应用前景模糊目标与模糊约束时的稳健设计研究@郭惠昕$湖南常德师范学院机械工程系!415003,常德…     

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。     

基于灵敏度附加项的多目标可靠性稳健优化设计

以实现多目标优化问题的可靠性稳健优化设计为目标,基于可靠性设计的随机摄动法建立可靠度约束条件,通过对目标函数和约束条件进行灵敏度分析,生成目标函数和约束函数的灵敏度附加项,建立了两种基于灵敏度附加目标函数的可靠性稳健优化设计模型;应用Matlab7.1语言的优化和符号工具箱实现机械零件的稳健设计.算例表明,本文提出的可靠性稳健优化设计方法具有较高的精度和可靠度,为机械零件的可靠性设计提供了理论依据.     

一种用于支持向量机分类器的组合核优化方法

针对支持向量机(SVM)分类器的模型选择问题,提出了一种基于特征空间的类别可分性度量(FCSM)准则,并将该准则用于优化多个高斯函数的线性组合系数.与核矩阵度量(FSM)准则相比,FCSM准则在核函数优化应用中的适用性更广,并且在优化效果上有更好的理论支持.实验结果表明,与交叉验证法、半径间隔误差(RM)界法以及基于FSM准则的优化方法相比,FCSM准则能从更大函数集范围优选出核函数,使SVM分类器获得更好的分类能力.     

一种求解多目标优化问题的新遗传算法

给出了种群个体的序和密度定义,在此定义下又给出目标空间中Pareto界面上解的质量度量函数和均匀性度量函数.把对任意多个目标优化问题转化成了利用解的质量度量函数及均匀性度量函数构成的2个目标优化问题,同时对转化后的优化问题设计了一种新的遗传算法.为了提高算法的性能,对算法采用变适应度进化策略及遗传参数采用自适应调节技术.数据实验表明该算法对提高Pareto界面上解的质量及其均匀分布是有效的.     

侧围外板冲压工艺稳健性优化设计

为了评价随机因素波动对覆盖件冲压成形质量影响,以侧围外板成形为例,在有限元仿真模型基础上,将实验设计、响应面法相结合,获得不考虑材料性能波动条件下最优工艺解;在此基础上通过蒙特卡洛法构建质量指标均值与标准差响应面模型,获得最优的稳健工艺解.案例表明,稳健性设计方法能够显著降低零件缺陷率,具有很好的可靠性.该方法还可应用在产品设计阶段,评估工艺、材料性能波动对冲压质量的影响,减少调试周期.     

车身零件定位方案的多变量稳健设计

在新车型初始设计阶段仅有零件的A面数据或初步结构为已知的情况下，提出了一种在初始设计阶段零件装配的定位方案稳健设计方法，建立了基于刚性零件确定性定位和稳健设计理论的定位方案优化设计模型，使用遗传算法在可行定义域内求解最优定位点的位置，并提取了定位点偏差对整体装配效果的敏感度系数，实现了在优化公差的同时控制生产成本.同时，以某新车型前大灯的定位方案设计为例，验证了所提方法在初始设计阶段的有效性.     

6σ稳健设计在单目标优化问题中的仿真应用

引入6σ设计理念将可靠性理论和容差技术相结合,提出了一种稳健设计优化模型,采用粒子群算法,实现对目标函数的优化。以圆柱螺旋压缩弹簧为应用实例,基于ISIGHT集成MATLAB平台,对圆柱螺旋压缩弹簧的约束函数进行可靠性、稳健性评估,证明了该方法的有效性。     

基于可靠性稳健优化设计的齿轮轮齿修形量

在可靠性高阶矩理论基础上,将优化设计、灵敏度设计与稳健设计相融合,建立了圆柱齿轮传动的齿轮修形参数可靠性稳健设计模型,提出了一种以修形参数为设计变量,以修形参数的灵敏度和齿轮质量为目标函数的圆柱齿轮优化修形方法.从可靠性稳健设计角度解决了齿轮修形参数确定方法的问题.研究了轮齿修形参数的改变对齿轮传动可靠度的影响,通过计算机程序进行验证并获得了理想的数值计算结果.数值算例表明所提出的方法是一种非常方便和实用的改善轮齿修形量的方法,为确定齿轮轮齿最佳修形量提供了一种理论依据.     

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。     

Optimization of Quality Consistency Problem of Electromechanical Component due to Manufacturing Uncertainties with a Novel Tolerance Design Method

The consistency problem caused by uncertainties in manufacturing process is a significant factor influencing the quality of electromechanical components. Currently, there are two approaches for reducing the influence of uncertainties. The first one is to improve the resistance capability of design scheme by using robust parameter design（ RPD） method with nonlinear feature of controllable factors. The second one is to control the influence of uncertainties by using robust tolerance design（ RTD） method with quality loss function,setting the optimal tolerance with the minimum total product loss as the objective. However, as for the electromechanical component, it is difficult to achieve nonlinear region owing to the restrictions of design parameters. In addition,the establishment of cost function in manufacturing process is also confronted by practical difficulties. In order to solve the quality consistency problem under the influence of manufacturing uncertainties,a novel tolerance design method was proposed for the electromechanical components. Through the experiment design and contribution rate analysis, key factors influencing the quality consistency were determined,and the tolerance allocation scheme was confirmed according to the consistency objective of quality.Then, quality distribution characteristics before and after the consistency optimization were analyzed and verified through the Monte Carlo stochastic simulation. The application result of electromagnetic relay proves the effectiveness of the method proposed in this paper.     

Integrated Robust Design Method Based on Maximum Tolerance Region

Traditionally,parameter design is carried out prior to tolerance design. However, this two-step design strategy cannot guarantee optimal robustness for products＇ quality. The proposed integrated robust design method determined the optimal parameter and tolerance simultaneously by calculating the maximum tolerance region,thereby improving the quality of products. In addition,the proposed method did not need uncertainty analysis to obtain the maximum tolerance region,so that the calculation cost could be decreased. And the method avoided the difficulty of gaining costtolerance function as maximum tolerance region represented both demand of cost and robust. Finally,an amplifier circuit case was conducted for verification purpose. Based on the results, the proposed approach could provide robust solution with optimal maximum tolerance region.     

基于物理规划的模糊稳健优化设计

为了改进提高产品性能稳健性的工程设计方法,将稳健设计中的容差和所要达到的优质品率作为两个目标函数,建立了模糊稳健双目标优化设计模型,并应用物理规划方法进行求解。通过对齿轮传动装置装配尺寸链的稳健优化设计,给出了具体的分析求解过程。实例表明,该文所提出的方法是可行的。     

基于灵敏度分析的单层厚壁容器可靠性稳健优化设计

针对可靠性的稳定性问题,将可靠性优化设计理论与可靠性灵敏度分析相结合,提出可靠性稳健优化设计方法.将此法运用于单层厚壁容器设计,建立基于灵敏度分析的附加目标函数的可靠性稳健优化设计模型,并用MATLAB语言工具箱和优化工具箱实现参数求解,可迅速、准确地获得容器可靠性稳健设计信息.结果表明该方法简便易行,为提高和稳定过程设备的可靠性水平提供理论依据和应用参考.     

注塑成型工艺多目标稳健设计及优化算法

在注塑成型过程单目标稳健设计的基础上,提出了成型质量特性均值及标准差的双目标稳健设计模型以及成型多质量特性的多目标稳健设计模型,提出了基于Pareto最优的混合交叉变异的多目标蚁群算法.在结合实例的研究中,针对某遥控器上下盖的注塑成型工艺参数设置分别建立了翘曲量均值及标准差的双目标稳健设计模型和最大翘曲量及最大体积收缩率的多目标稳健设计模型,再利用混合交叉变异的多目标蚁群算法进行求解,求解结果与non-dominated sorting genetic algorithmsⅡ(NSGAⅡ)算法比较,得出部分算法性能指标优于NSGAⅡ算法.利用多目标稳健优化得到的工艺参数进行实际注塑成型,得到的塑件制品成型质量好并且波动较小.