本文關(guān)鍵詞：考慮參數(shù)不確定性的柔順機(jī)構(gòu)非概率穩(wěn)健優(yōu)化設(shè)計(jì)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：實(shí)際工程問題中存在的不確定性,可能會對產(chǎn)品的穩(wěn)健性產(chǎn)生較大影響。尤其是在MEMS、航空航天及生物工程等高精尖領(lǐng)域內(nèi),不確定性因素對產(chǎn)品性能穩(wěn)健性所造成得影響,可能會導(dǎo)致產(chǎn)品失效,甚至?xí)斐蓢?yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。如生物工程領(lǐng)域中的細(xì)胞注射,包括注射器、夾持器在內(nèi)的相關(guān)工具的精度與穩(wěn)健性要求極高,微小的誤差可能會導(dǎo)致整個試驗(yàn)失敗。因此,在設(shè)計(jì)階段設(shè)計(jì)人員就必須考慮到工程問題中的不確定性。考慮不確定性的概率方法處理問題時往往需要大量的樣本數(shù)據(jù)作為支撐,并且需要在假設(shè)參數(shù)服從某一分布的基礎(chǔ)上完成優(yōu)化過程。針對上述難題,在國內(nèi)外考慮不確定性的穩(wěn)健優(yōu)化設(shè)計(jì)研究基礎(chǔ)上,本文對考慮參數(shù)不確定性的非概率穩(wěn)健優(yōu)化設(shè)計(jì)做了進(jìn)一步探索,并以柔順機(jī)構(gòu)的不確定性問題為例驗(yàn)證了其可行性。針對三類較典型的不確定性問題,采用如下三種非概率穩(wěn)健優(yōu)化設(shè)計(jì)方法進(jìn)行優(yōu)化求解:(1)針對僅給出設(shè)計(jì)變量參數(shù)范圍及參數(shù)名義值落在區(qū)間內(nèi)概率值的工程不確定性問題,采用基于證據(jù)結(jié)構(gòu)理論的非概率穩(wěn)健優(yōu)化方法進(jìn)行優(yōu)化。該方法通過對信任函數(shù)和似然函數(shù)定義及置信概率的穩(wěn)健性表征設(shè)置,結(jié)合證據(jù)結(jié)構(gòu)理論,對兩參數(shù)和三參數(shù)的情形分別進(jìn)行討論,最終獲得優(yōu)化設(shè)計(jì)方案。(2)針對考慮目標(biāo)和約束穩(wěn)健性且性能響應(yīng)與設(shè)計(jì)變量之間無顯式函數(shù)表達(dá)式的工程不確定性問題,采用基于區(qū)間分析的非概率穩(wěn)健優(yōu)化模型法進(jìn)行優(yōu)化求解。同時考慮目標(biāo)和約束穩(wěn)健性,采用雙層穩(wěn)健優(yōu)化設(shè)計(jì)的方法進(jìn)行求解。并與常規(guī)優(yōu)化、傳統(tǒng)穩(wěn)健設(shè)計(jì)及概率穩(wěn)健優(yōu)化設(shè)計(jì)的優(yōu)化結(jié)果進(jìn)行對比,驗(yàn)證了本文方法的可行性。(3)針對僅給出設(shè)計(jì)參數(shù)范圍及結(jié)構(gòu)可靠度約束且設(shè)計(jì)變量與性能響應(yīng)之間存在顯式關(guān)系情形下的不確定性難題,構(gòu)建了基于可靠度約束的非概率穩(wěn)健優(yōu)化設(shè)計(jì)模型。其中的相應(yīng)權(quán)重問題采用灰熵權(quán)重方法處理,由于試驗(yàn)數(shù)據(jù)具有一定的隨機(jī)性,造成單一的客觀賦權(quán)法也不能較準(zhǔn)確的確定非概率穩(wěn)健優(yōu)化過程中的響應(yīng)權(quán)重,通過灰熵權(quán)重法進(jìn)行多目標(biāo)權(quán)重的處理。(4)以壓電致動微夾鉗中的柔順機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)案例為研究對象,對所采用方法進(jìn)行了驗(yàn)證,優(yōu)化結(jié)果表明,該方法具有較好的應(yīng)用前景。
【關(guān)鍵詞】：參數(shù)不確定性 非概率穩(wěn)健優(yōu)化 權(quán)重 柔性鉸鏈
【學(xué)位授予單位】：江西理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：F275
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第一章 緒論10-19
• 1.1 研究課題來源、研究背景及意義10-11
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢11-15
• 1.2.1 概率穩(wěn)健優(yōu)化設(shè)計(jì)方法11-13
• 1.2.2 非概率穩(wěn)健優(yōu)化設(shè)計(jì)方法13-15
• 1.2.3 穩(wěn)健優(yōu)化設(shè)計(jì)方法工程應(yīng)用綜述15
• 1.3 研究的必要性15-16
• 1.4 本文主要研究內(nèi)容及章節(jié)安排16-19
• 1.4.1 主要研究內(nèi)容16-17
• 1.4.2 章節(jié)安排17-19
• 第二章 穩(wěn)健設(shè)計(jì)與區(qū)間理論19-28
• 2.1 穩(wěn)健優(yōu)化設(shè)計(jì)的基本原理19-23
• 2.1.1 產(chǎn)品質(zhì)量特性及其分類19
• 2.1.2 穩(wěn)健優(yōu)化設(shè)計(jì)的基本原理19-22
• 2.1.3 常用穩(wěn)健優(yōu)化設(shè)計(jì)方法描述22-23
• 2.1.4 穩(wěn)健優(yōu)化設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)的流程框架23
• 2.2 區(qū)間理論23-27
• 2.2.1 區(qū)間表征24-25
• 2.2.2 區(qū)間運(yùn)算法則25-26
• 2.2.3 區(qū)間不等式26
• 2.2.4 區(qū)間可能度26-27
• 2.3 本章小結(jié)27-28
• 第三章 基于證據(jù)理論的非概率穩(wěn)健優(yōu)化設(shè)計(jì)28-39
• 3.1 基于證據(jù)理論的不確定性表征28-30
• 3.1.1 證據(jù)理論及主要特征28
• 3.1.2 基于證據(jù)理論的不確定性響應(yīng)表征28-29
• 3.1.3 非概率區(qū)間穩(wěn)健優(yōu)化設(shè)計(jì)準(zhǔn)則29-30
• 3.1.4 基于證據(jù)理論的不確定性傳播30
• 3.2 基于證據(jù)結(jié)構(gòu)的非概率穩(wěn)健優(yōu)化設(shè)計(jì)30-31
• 3.3 算例分析31-38
• 3.3.1 壓電致動微夾鉗工作原理31-32
• 3.3.2 微夾鉗中的柔性鉸鏈32-33
• 3.3.3 微夾鉗中的柔順機(jī)構(gòu)穩(wěn)健性優(yōu)化難題33
• 3.3.4 直圓柔性鉸鏈的設(shè)計(jì)案例33-38
• 3.4 本章小結(jié)38-39
• 第四章 基于區(qū)間分析的非概率穩(wěn)健優(yōu)化設(shè)計(jì)39-56
• 4.1 區(qū)間穩(wěn)健優(yōu)化設(shè)計(jì)模型39-42
• 4.1.1 含有區(qū)間參數(shù)目標(biāo)函數(shù)的穩(wěn)健性39-40
• 4.1.2 不等式約束穩(wěn)健性的可行性分析40-41
• 4.1.3 等式約束穩(wěn)健性的可行性分析41-42
• 4.2 基于區(qū)間分析的非概率穩(wěn)健優(yōu)化模型的構(gòu)建42-44
• 4.3 算例分析44-55
• 4.3.1 柔順機(jī)構(gòu)的位移特性分析44
• 4.3.2 橢圓型柔性鉸鏈的設(shè)計(jì)案例44-46
• 4.3.3 傳統(tǒng)穩(wěn)健優(yōu)化設(shè)計(jì)及非概率穩(wěn)健優(yōu)化的目標(biāo)函數(shù)擬合46-53
• 4.3.4 優(yōu)化結(jié)果分析與討論53-55
• 4.4 本章小結(jié)55-56
• 第五章 基于結(jié)構(gòu)可靠度約束的非概率穩(wěn)健優(yōu)化設(shè)計(jì)56-67
• 5.1 非概率多目標(biāo)穩(wěn)健性優(yōu)化設(shè)計(jì)模型的構(gòu)建56-58
• 5.2 非概率穩(wěn)健優(yōu)化中多響應(yīng)的權(quán)重處理58-62
• 5.2.1 非概率穩(wěn)健優(yōu)化過程中的權(quán)重處理難題58
• 5.2.2 改進(jìn)的灰熵權(quán)重方法58-59
• 5.2.3 非概率穩(wěn)健優(yōu)化過程中的權(quán)重處理流程步驟59-62
• 5.3 算例分析62-66
• 5.3.1 單邊直圓橢圓混合型柔性鉸鏈62
• 5.3.2 單邊鉸鏈的非概率穩(wěn)健優(yōu)化模型構(gòu)建62-65
• 5.3.3 優(yōu)化結(jié)果分析65-66
• 5.4 本章小結(jié)66-67
• 第六章 總結(jié)與展望67-69
• 6.1 工作總結(jié)67-68
• 6.2 展望68-69
• 參考文獻(xiàn)69-74
• 致謝74-75
• 攻讀碩士學(xué)位期間的研究成果75-76

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  本文關(guān)鍵詞：考慮參數(shù)不確定性的柔順機(jī)構(gòu)非概率穩(wěn)健優(yōu)化設(shè)計(jì)，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：425940