基于改進物理規(guī)劃和智能算法的穩(wěn)健設計研究.pdf

1、穩(wěn)健設計是一種以最小化的成本實現(xiàn)產(chǎn)品性能最大化的設計方法。自Taguchi博士提出穩(wěn)健設計方法以來，穩(wěn)健設計理論得到了長足的發(fā)展和應用。但是穩(wěn)健設計依然存在著一些難以解決的問題，如多目標折衷，容差控制和約束處理等。很多穩(wěn)健設計方法很難同時有效的處理這些問題。基于物理規(guī)劃的多目標穩(wěn)健設計在處理多目標折衷和容差控制上表現(xiàn)出不錯的效果，但也存在建模方法較為復雜，容差控制不貼近真實情況和無有效的約束控制方法。本文將對這些問題進行改進。同時，穩(wěn)健

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

3、規(guī)劃和粒子群算法對兩桿支架和液壓閥彈簧進行穩(wěn)健設計，分析穩(wěn)健設計結果，證明改進物理規(guī)劃在處理多目標折衷、容差控制和約束處理上比原物理規(guī)劃更優(yōu)秀。
　?。?）對剪叉式液壓升降平臺進行動力學和運動學分析，確定平臺載荷、上升速度、最大最小高度等與設計變量的關系。分別利用遺傳算法和粒子群算法結合改進物理規(guī)劃對剪叉式液壓升降平臺進行多目標穩(wěn)健設計。最后在結合小生境技術對剪叉式升降平臺進行穩(wěn)健設計尋優(yōu)，得到多個不同折衷的穩(wěn)健設計解，為設計者提