基于SORA策略的不確定性多學(xué)科設(shè)計(jì)優(yōu)化方法研究.pdf

1、對(duì)于不確定性環(huán)境下的工程產(chǎn)品設(shè)計(jì),必須保證產(chǎn)品的可靠性和安全性,特別是具有很高耦合度的多學(xué)科設(shè)計(jì)優(yōu)化(MultidisciplinaryDesignOptimization,MDO)問題。參數(shù)不確定性從認(rèn)知角度被分為隨機(jī)不確定性和模糊不確定性,一般的可靠性多學(xué)科優(yōu)化(ReliabilitybasedMultidisciplinaryDesignOptimization,RBMDO)在只考慮隨機(jī)不確定性的環(huán)境下能夠很好的解決UMDO問題,

2、但是在大多實(shí)際多學(xué)科系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程中,模糊和隨機(jī)不確定性同時(shí)存在,而目前對(duì)考慮模糊不確定性的可靠性多學(xué)科設(shè)計(jì)優(yōu)化研究還很少。另外,隨著產(chǎn)品復(fù)雜性的增加,學(xué)科間的關(guān)系越來越復(fù)雜,這些耦合關(guān)系使得不確定性因素在學(xué)科之間交叉?zhèn)鞑?大大增加了不確定性分析的難度和計(jì)算量。如何高效率地進(jìn)行不確定性多學(xué)科設(shè)計(jì)優(yōu)化,更有效地執(zhí)行UMDO流程,也是一個(gè)亟待解決的問題。
　　本文在同時(shí)考慮隨機(jī)不確定性和模糊不確定性的情況下,建立了模糊隨機(jī)不確定性多學(xué)

3、科設(shè)計(jì)優(yōu)化(FuzzyRandomUncertaintybasedMultidisciplinaryDesignOptimization,FRMDO)的模型。基于模糊隨機(jī)變量理論和λ水平截集法,FRMDO問題可以轉(zhuǎn)化為在給定最優(yōu)截集水平λ處的RBMDO問題,這一模型可用于解決同時(shí)受模糊性和隨機(jī)性因素影響或者只受其中一種不確定性因素影響的多學(xué)科設(shè)計(jì)優(yōu)化問題。
　　為了降低不確定性優(yōu)化的計(jì)算復(fù)雜性,本文提出了采用序貫優(yōu)化與可靠性分析(

4、SequentialOptimizationandReliabilityAssessment,SORA)策略解決模糊隨機(jī)不確定性多學(xué)科設(shè)計(jì)優(yōu)化問題的FRMDO-SORA方法。此方法可將不確定性分析過程和設(shè)計(jì)優(yōu)化過程分離開,使傳統(tǒng)的嵌套式雙循環(huán)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化為順序執(zhí)行的單循環(huán)結(jié)構(gòu),顯著降低計(jì)算量。同時(shí),本文研究了分別與單級(jí)MDO方法和多級(jí)MDO方法相結(jié)合的FRMDO-SORA方法計(jì)算框架和具體流程,拓展了FRMDO-SORA方法的使用范圍。經(jīng)實(shí)