基于改進(jìn)物理規(guī)劃和智能算法的穩(wěn)健設(shè)計(jì)研究.pdf

1、穩(wěn)健設(shè)計(jì)是一種以最小化的成本實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品性能最大化的設(shè)計(jì)方法。自Taguchi博士提出穩(wěn)健設(shè)計(jì)方法以來(lái)，穩(wěn)健設(shè)計(jì)理論得到了長(zhǎng)足的發(fā)展和應(yīng)用。但是穩(wěn)健設(shè)計(jì)依然存在著一些難以解決的問(wèn)題，如多目標(biāo)折衷，容差控制和約束處理等。很多穩(wěn)健設(shè)計(jì)方法很難同時(shí)有效的處理這些問(wèn)題?；谖锢硪?guī)劃的多目標(biāo)穩(wěn)健設(shè)計(jì)在處理多目標(biāo)折衷和容差控制上表現(xiàn)出不錯(cuò)的效果，但也存在建模方法較為復(fù)雜，容差控制不貼近真實(shí)情況和無(wú)有效的約束控制方法。本文將對(duì)這些問(wèn)題進(jìn)行改進(jìn)。同時(shí)，穩(wěn)健

2、設(shè)計(jì)由于考慮元素的不確定性，一般優(yōu)化方法很難求解穩(wěn)健設(shè)計(jì)，本文將較為流行的智能算法和小生境技術(shù)與穩(wěn)健設(shè)計(jì)相結(jié)合求解。本研究的主要內(nèi)容如下：
　　（1）將偏好區(qū)間單位化，使用連續(xù)的分段拋物線(xiàn)代替原來(lái)復(fù)雜的曲線(xiàn)作為物理規(guī)劃的偏好函數(shù)，對(duì)不可接受區(qū)間添加罰函數(shù)保證總評(píng)估函數(shù)的連續(xù)性。模擬容差成本模型，建立貼近實(shí)際容差成本的容差控制體系。引入自適應(yīng)因子，建立基于偏好函數(shù)的動(dòng)態(tài)約束處理方法保證優(yōu)化結(jié)果滿(mǎn)足約束。
　?。?）使用改進(jìn)物理

3、規(guī)劃和粒子群算法對(duì)兩桿支架和液壓閥彈簧進(jìn)行穩(wěn)健設(shè)計(jì)，分析穩(wěn)健設(shè)計(jì)結(jié)果，證明改進(jìn)物理規(guī)劃在處理多目標(biāo)折衷、容差控制和約束處理上比原物理規(guī)劃更優(yōu)秀。
　?。?）對(duì)剪叉式液壓升降平臺(tái)進(jìn)行動(dòng)力學(xué)和運(yùn)動(dòng)學(xué)分析，確定平臺(tái)載荷、上升速度、最大最小高度等與設(shè)計(jì)變量的關(guān)系。分別利用遺傳算法和粒子群算法結(jié)合改進(jìn)物理規(guī)劃對(duì)剪叉式液壓升降平臺(tái)進(jìn)行多目標(biāo)穩(wěn)健設(shè)計(jì)。最后在結(jié)合小生境技術(shù)對(duì)剪叉式升降平臺(tái)進(jìn)行穩(wěn)健設(shè)計(jì)尋優(yōu)，得到多個(gè)不同折衷的穩(wěn)健設(shè)計(jì)解，為設(shè)計(jì)者提