基于可靠性的结构鲁棒设计

采用赵国藩提出的近似计算方法计算结构的系统失效概率,并推导了相应的敏度计算公式,由此进行基于可靠性的鲁棒设计,计算实例证明,基于可靠性的鲁棒设计对提高结构的可靠性非常有效,而且在生命周期内,结构具有稳定的可靠度和质量。     

一种工程结构的鲁棒优化设计方法

在结构优化的过程中结合鲁棒设计的思想，考虑了不确定因素的影响，在取得目标的最优解的同时，使该目标在可行区域内对变量的变化不敏感。针对目标函数及约束函数的鲁棒性，将工程结构鲁棒优化问题描述成双目标优化问题，采用带权无穷范数理想点法求解该双目标鲁棒优化问题的Pareto最优解。两杆支架的设计结果表明，鲁棒优化设计的结构不仅具有更高的质量，且在设计时具有很强的灵活性。     

鲁棒遗传算法设计

提出一种能直接处理单元噪声和多元噪声的鲁棒遗传算法 .此算法将噪声作为个体实际表现型的一部分 ,使噪声在个体进化中得到处理 ,文中给出了它的数理基础 .模拟实验表明 ,这一算法在发现鲁棒优化解方面具有较强能力 .     

鲁棒多目标优化问题的约束标量化方法

【目的】研究带约束多目标优化问题的鲁棒有效解和鲁棒弱有效解的标量化性质。【方法】利用K?bis等人提出的鲁棒标量化方法将带约束的确定性多目标优化问题推广到鲁棒多目标优化问题,在此基础上建立了多目标优化问题的鲁棒有效解和鲁棒弱有效解的标量化结果,并利用具体例子对主要结果进行解释。【结果】将带约束的确定性多目标优化问题推广到鲁棒多目标优化问题,引入了一类带鲁棒松弛和剩余约束的标量化问题,得到了鲁棒标量化问题的有效解和弱有效解的标量化结果。【结论】得到的结果是对最近的一些研究工作的改进与推广。     

桁架结构鲁棒设计

讨论了在不确定条件下的结构鲁棒设计问题,基本思想是在设计阶段保证质量,降低结构的失效概率,通过正确选择设计变量,使响应对不确定变量的敏感性最小来达到结构鲁棒性,理论和计算表明,当响应与不确定量为线性关系时,减少敏感性意味着失效概率的减小。     

复合材料层合板的可靠性优化和鲁棒特征

采用遗传算法分析了存在初始缺陷的复合材料层合板的可靠性优化和鲁棒问题．单元层可靠性分析时,取初始缺陷、强度参数为随机变量,采用一阶矩法和Tsai—Wu准则分析每个单元层的失效概率．系统失效概率的计算基于首层失效假定,把系统看作为单元层的串联结构,系统中任何一个单元层的破坏就看作为系统的失效．在此基础上,对结构的可靠性优化和鲁棒特征进行了研究,分析了对称层合板的层数、可靠度和纤维方向角之间的关系,为结构设计提供参考．     

非线性时滞系统的鲁棒可靠控制设计

研究了一类非线性不确定时滞系统的可靠控制设计问题。所研究的系统中含有状态时滞，参数不确定性和非线性扰动。假定非线性项满足有界性条件，参数不确定性可以是时变的。本的目的是基于系统传感器与执行器同时出现失误的情况，对系统进行可靠性设计，使得所设计的系统不仅在系统运行良好的条件下，而且在出现多种失误的条件下仍然能正常运行。基于Riccati不等式正定解的存在性，给出了基于观测器的动态输出反馈可靠控制器的设计方案。最后，以一个数值仿真例子进一步说明设计步骤，以及中所提出的设计方法的有效性。     

基于理想点法的双目标结构鲁棒设计

在结构优化过程中结合鲁棒设计的思想，分别定义了目标鲁棒性及约束鲁棒性，将结构鲁棒设计问题描述成双目标优化问题，采用理想点法并结合序列二次规划优化策略求解该双目标鲁棒优化问题。为保持约束的可行性，根据最坏情况分析方法，在原始约束函数基础上加上带有惩罚因子的惩罚项。舱口盖及悬臂梁的设计结果表明了该方法的可行性。     

鲁棒凸多目标优化问题解集的刻画

针对一类数据不确定的鲁棒凸多目标优化问题,提出了它在一般不确定集下的鲁棒对应形式;利用标量化方法将鲁棒多目标对应形式转化为鲁棒单目标凸优化问题,建立两者解集之间的联系;并得到了标量化鲁棒解的乘子刻画,及该标量化问题在其鲁棒解集上的一般化的常微分性质和常拉格朗日性质;最后通过前面的性质得到了鲁棒凸多目标优化问题的鲁棒G-真有效解集的刻画并加以证明.     

一种多变量系统鲁棒设计方法

本文基于鲁棒稳定性理论和多变量控制器优化设计方法，提出了一种鲁棒系统设计方法．用该方法设计了实际工业对象的鲁棒控制系统，得到了很好的结果，表明这是一种实用、有效的设计方法．     

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.     

曳引机主传动机构的可靠性稳健设计

考虑曳引机主传动机构——蜗杆副中的各种不确定因素,根据其失效形式建立了可靠性分析模型;对蜗杆副进行了可靠性分析及可靠性灵敏度分析,确定了随机变量对可靠度的影响程度.针对获得的可靠性结果,对蜗杆副实施优化设计,使机构得到了改善,并获得了合适的可靠性指标;将可靠性灵敏度引入优化模型,使得可靠性稳健设计归结为满足可靠度要求的多目标优化问题.通过实际算例验证了该方法的实用性与有效性.     

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.     

重力式挡土墙鲁棒性设计

在现有结构可靠度设计理论的基础上提出了基于多目标优化方法和基于结构失效概率置信水平的2种岩土工程鲁棒性设计方法,考虑了岩土力学参数统计特征不确定性对结构失效概率的影响.结合某重力式挡土墙倾覆与滑移2种失效模式,分别运用可靠度设计方法与鲁棒性设计方法进行了挡土墙基本几何尺寸的设计.最后通过对2种设计方法的对比分析验证了岩土工程鲁棒性设计的合理性与重要性.     

悬架用大载荷圆柱螺旋压缩弹簧优化设计方法研究

探讨大载荷螺旋弹簧的一种设计方法。通过采用MATLAB优化算法,对螺旋弹簧的丝径、节距、中径三个因素反复迭代,实现弹簧刚度、应力等方面的优化。还系统地介绍了该优化算法所涉及到的Hessian矩阵,以及其在该设计方法中的应用。最后,得到较为详细的设计流程和大载荷螺旋弹簧的设计结果。     

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.     

基于鞍点逼近的车辆零部件可靠性优化设计

将可靠性理论与优化技术相结合,讨论了车辆零部件的可靠性优化设计问题,提出了可靠性优化设计的数值计算方法.在基本随机参数概率分布已知的前提下,应用鞍点逼近技术,得到了外载荷作用下随机响应的概率密度函数和分布函数.通过与Monte-Carlo方法对比分析,可知利用该方法得到的计算结果精度高,并且计算速度快.因此用鞍点逼近法计算车辆零部件的可靠度为车辆零部件的可靠性优化设计奠定了理论基础,保障了在车辆零部件的可靠性优化设计中迅速、准确地得到车辆零部件的设计信息.