面向關鍵結構參數(shù)的復雜多質量特性穩(wěn)健設計.pdf

1、復雜多質量特性穩(wěn)健設計是工程優(yōu)化領域的難點，而關鍵結構參數(shù)的復雜多質量特性的穩(wěn)健設計問題更為復雜。解決此項工程難題需要完成三項工作：關鍵結構參數(shù)的提取、挖掘出復雜多質量特性與關鍵結構參數(shù)之間的關系式、具備最佳關鍵結構參數(shù)條件下保證質量特性達到高穩(wěn)健水平。在傳統(tǒng)工程優(yōu)化的基礎之上，考慮外界因素導致復雜多質量特性產(chǎn)生波動，將穩(wěn)健設計理念融入優(yōu)化過程中，展開復雜多質量特性的穩(wěn)健設計并且獲得最佳關鍵結構參數(shù)優(yōu)化值。
　　本研究主要內容包括

2、：⑴展開微動平臺關鍵結構參數(shù)的提取工作。確定各參數(shù)屬性并構建微動平臺模型，剖析微動平臺運動原理。為獲取設計過程中所需要的試驗數(shù)據(jù)，采用有限元仿真技術手段對微動平臺進行模擬仿真。對微動平臺所有的結構參數(shù)進行正交試驗設計制定試驗方案，結合微動平臺具有尺寸數(shù)量多且質量特性復雜的特點，運用灰色關聯(lián)法對微動平臺質量特性和結構參數(shù)的關系進行分析，根據(jù)結構參數(shù)與質量特性的關聯(lián)程度的大小來確定關鍵結構參數(shù)，完成微動平臺關鍵結構參數(shù)的提取工作。⑵在提取微

3、動平臺關鍵結構參數(shù)的基礎上，構建復雜多質量特性與關鍵結構參數(shù)的數(shù)學模型關系式。采用拉丁超立方試驗設計方法獲取試驗方案，通過模擬仿真得到試驗方案中復雜多質量特性的數(shù)值，根據(jù)徑向基函數(shù)代理模型構建思路搭建微動平臺復雜多質量特性與關鍵結構參數(shù)之間的數(shù)學模型關系式。為驗證該模型關系式的精確度，采用相對平均絕對誤差、均方根誤差和相對最大絕對誤差三項評價標準進行精確度的評估，結果表明構建的數(shù)學模型關系式精確度高，能夠用于進行后續(xù)的穩(wěn)健設計工作。⑶針

4、對復雜多質量特性進行穩(wěn)健設計并確定關鍵結構參數(shù)優(yōu)化值。傳統(tǒng)確定性優(yōu)化可以提高微動平臺綜合性能，但未考慮隨機變動載荷、材料特性等不確定性因素，無法解決由外界因素影響帶來的波動性問題。為提高微動平臺質量特性穩(wěn)健水平，在確定性優(yōu)化決策模型的基礎上構建6σ設計數(shù)學模型，采用蒙特卡洛法對關鍵結構參數(shù)進行抽樣，將抽樣結果代入6σ設計數(shù)學模型中并運用多島遺傳算法求解，最終得到關鍵結構參數(shù)優(yōu)化值和各質量特性的均值與標準差，完成微動平臺復雜多質量特性穩(wěn)健