隨著科學技術的不斷進步,機械系統(tǒng)越來越精密、復雜,其內部各組成部分之間的相互作用也日益明顯。機械系統(tǒng)設計通常涉及到多學科、多目標、多約束、多個設計變量,使得機械系統(tǒng)的總體設計過程十分復雜。為挖掘設計潛力,提高設計質量,多學科設計優(yōu)化（Multidisciplinary DesignOptimization,MDO）理論得到了極大重視。MDO通過充分利用各學科間相互作用所產生的協(xié)同效應,獲得系統(tǒng)的整體最優(yōu)解或工程滿意解。目前,MDO已引起了國內外學術界的廣泛關注,并在航空航天領域內取得了巨大成功,產生了巨大的效益。MDO在航空航天領域內的巨大成功也引起了其他工程設計領域的重視,MDO的應用范圍已經拓展到了武器、汽車、計算機、通信、機械、醫(yī)療以及建筑等各個領域。引入MDO的思想到機構設計領域,研究了機構的設計模式。介紹了機構的串行、集成和MDO設計模式的定義,分析了機構設計模式的思想,建立了機構設計模式的優(yōu)化模型,研究了機構設計模式的優(yōu)缺點。歸納了MDO的耦合因素的類型,分析了影響MDO子系統(tǒng)之間耦合程度的一些主要因素,研究了耦合因素相互作用的機理,著重對交叉耦合因素進行深入研究分析,利用... 

【文章來源】：西南交通大學四川省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：145 頁

【學位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題研究背景及意義
    1.2 MDO的基本概念
        1.2.1 MDO的定義
        1.2.2 MDO的基本術語
    1.3 MDO的發(fā)展歷程
    1.4 國外研究現(xiàn)狀及分析
        1.4.1 MDO的基礎理論的研究現(xiàn)狀
        1.4.2 MDO算法的研究現(xiàn)狀
        1.4.3 MDO集成軟件框架的研究與工業(yè)運用的現(xiàn)狀
    1.5 國內研究現(xiàn)狀及分析
        1.5.1 MDO的基礎理論與算法的研究現(xiàn)狀
        1.5.2 MDO集成軟件框架的研究與工業(yè)運用的現(xiàn)狀
    1.6 本文的主要研究內容
    1.7 本章小結
第2章 機構設計模式的研究
    2.1 引言
    2.2 機構的設計變量
    2.3 機構的設計模式
        2.3.1 串行設計模式
        2.3.2 集成設計模式
        2.3.3 MDO設計模式
    2.4 應用實例
        2.4.1 3-RRS并聯(lián)機器人
            2.4.1.1 優(yōu)化問題的描述
            2.4.1.2 設計過程與計算結果
        2.4.2 電機—四桿機構
            2.4.2.1 優(yōu)化問題的描述
            2.4.2.2 設計過程
            2.4.2.3 設計結果的分析與比較
    2.5 設計模式的比較
        2.5.1 機構的串行與集成設計模式的比較
        2.5.2 機構的串行與MDO設計模式的比較
        2.5.3 機構的集成與MDO設計模式的比較
    2.6 本章小結
第3章 MDO耦合復雜性的研究
    3.1 引言
    3.2 MDO設計變量的類型
    3.3 影響MDO子系統(tǒng)之間耦合程度的因素分析
    3.4 系統(tǒng)靈敏度分析方法
        3.4.1 最優(yōu)靈敏度分析方法
            3.4.1.1 目標函數(shù)的一階最優(yōu)靈敏度分析
            3.4.1.2 目標函數(shù)的二階最優(yōu)靈敏度分析
        3.4.2 全局靈敏度方程方法
        3.4.3 滯后耦合伴隨方法
        3.4.4 OSA、GSE和LCA三種方法的比較
    3.5 MDO解耦與機構解耦的比較
    3.6 基于靈敏度分析的MDO解耦方法
        3.6.1 機構系統(tǒng)MDO模型的特點
        3.6.2 靈敏度分析與計算方法
        3.6.3 耦合強度和隸屬度函數(shù)
        3.6.4 強弱耦合因素的判定準則
        3.6.5 MDO的解耦方法
    3.7 應用實例
        3.7.1 平面六桿機構
        3.7.2 二自由度機器人
    3.8 本章小結
第4章 MDO算法的研究
    4.1 引言
    4.2 MDO的近似技術
        4.2.1 局部近似技術
            4.2.1.1 基于泰勒級數(shù)的近似
            4.2.1.2 基于正項式級數(shù)的近似
            4.2.1.3 基于微分方程的近似
        4.2.2 全局近似技術
            4.2.2.1 可變復雜度模型
            4.2.2.2 二次響應面
            4.2.2.3 徑向基神經網(wǎng)絡
            4.2.2.4 Kriging模型
    4.3 試驗設計方法
        4.3.1 中心組合設計
        4.3.2 正交試驗設計
        4.3.3 均勻設計
    4.4 基于KRIGIING近似技術的CO算法
        4.4.1 近似技術的比較
        4.4.2 算法基本思想
            4.4.2.1 構造Kriging近似模型
            4.4.2.2 算法的步驟和流程圖
    4.5 應用實例
        4.5.1 典型函數(shù)優(yōu)化問題
        4.5.2 工程測試算例
    4.6 本章小結
第5章 MDO可行解的評價方法
    5.1 引言
    5.2 MDO系統(tǒng)的特點
    5.3 基于AHP的MDO子系統(tǒng)（學科）重要度的確定
    5.4 滿意解和滿意度的定義
        5.4.1 滿意解與滿意度的傳統(tǒng)定義
        5.4.2 滿意解和滿意度的定義
    5.5 MDO系統(tǒng)可行解的滿意度函數(shù)
        5.5.1 定量指標的滿意度函數(shù)
        5.5.2 定性指標滿意度函數(shù)
    5.6 復雜系統(tǒng)MDO可行解的綜合滿意度的評價方法
        5.6.1 綜合滿意度函數(shù)
        5.6.2 理想解法
        5.6.3 相對熵法
    5.7 MDO可行解的評價方法
        5.7.1 可行解的定義
        5.7.2 MDO可行解的滿意評價模型
        5.7.3 MDO可行解的評價方法
    5.8 應用實例
    5.9 本章小結
結論
    1.論文的主要工作
    2.論文的主要創(chuàng)新點
    3.研究工作的展望
致謝
參考文獻
攻讀博士學位期間發(fā)表的論文及科研成果


【參考文獻】：
期刊論文
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碩士論文
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[2]鉸接驅動式三自由度并聯(lián)機器人運動學分析與優(yōu)化[D]. 袁賀玲.吉林大學 2007
[3]鉸接驅動式三自由度搖動裝置動力學分析與控制[D]. 朱志磊.吉林大學 2007
[4]飛機多學科設計優(yōu)化中的近似方法研究[D]. 張健.西北工業(yè)大學 2006
[5]著艦引導仿真轉臺單自由度控制系統(tǒng)研究[D]. 李冰.哈爾濱工程大學 2006
[6]平面鉸鏈四桿機構的動力和控制設計[D]. 任毅.西南交通大學 2005
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本文編號：3159301