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

1、穩(wěn)健設(shè)計是一種以最小化的成本實現(xiàn)產(chǎn)品性能最大化的設(shè)計方法。自Taguchi博士提出穩(wěn)健設(shè)計方法以來，穩(wěn)健設(shè)計理論得到了長足的發(fā)展和應(yīng)用。但是穩(wěn)健設(shè)計依然存在著一些難以解決的問題，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(biāo)穩(wěn)健設(shè)計在處理多目標(biāo)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(fù)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(shè)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(shè)計，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)計相結(jié)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(fù)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(yīng)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(jié)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(shè)計，分析穩(wěn)健設(shè)計結(jié)果，證明改進物理規(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。
　?。?）對剪叉式液壓升降平臺進行動力學(xué)和運動學(xué)分析，確定平臺載荷、上升速度、最大最小高度等與設(shè)計變量的關(guān)系。分別利用遺傳算法和粒子群算法結(jié)合改進物理規(guī)劃對剪叉式液壓升降平臺進行多目標(biāo)穩(wěn)健設(shè)計。最后在結(jié)合小生境技術(shù)對剪叉式升降平臺進行穩(wěn)健設(shè)計尋優(yōu)，得到多個不同折衷的穩(wěn)健設(shè)計解，為設(shè)計者提