[发明专利]不确定因素相关的四辊轧机多学科可靠性设计优化方法

权利要求书

1.一种不确定因素相关的四辊轧机多学科可靠性设计优化方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、以四辊轧机作为优化对象，将四辊轧机进行学科划分，构建四辊轧机多学科设计优化模型，具体为：将四辊轧机按照物理部件进行学科划分，分解为n个子学科，将四辊轧机的系统级优化目标函数的数学模型表示为：

s.t.g_k(X)≤0；

h_m(X)＝0；

其中，F(X)为系统级优化目标函数，g_k(X)为系统级优化目标函数的第k个不等式约束条件，h_m(X)为系统级优化目标函数的第m个等式约束条件，X为设计变量向量组；

将第n个子学科的学科级优化目标函数的数学模型表示为：

minf_n(X^subn)

s.t.g_ni(X^subn)≤0

h_nj(X^subn)＝0

其中，X^subn为第n个子学科设计变量，f_n(X^subn)为子学科n的设计目标函数，g_ni(X^subn)为子学科n的第i个不等式约束条件，h_nj(X^subn)为子学科n的第j个等式约束条件；

S2、根据四辊轧机中不确定因素的相关性，构建四辊轧机中不确定因素相关的量化模型；

S3、将步骤S2中构建的四辊轧机中不确定因素相关的量化模型作为约束条件添加到步骤S1中构建的四辊轧机多学科设计优化模型中，构建不确定因素相关条件下的四辊轧机多学科设计优化模型；

S4、将相关不确定因素转换为独立的不确定因素，计算变量独立的性能函数可靠性；

S5、根据步骤S3中构建的不确定因素相关条件下的四辊轧机多学科设计优化模型及步骤S4中计算得到的变量独立的性能函数可靠性，利用可靠性优化设计方法构建不确定因素相关条件下的四辊轧机多学科可靠性设计优化模型，实现对四辊轧机进行多学科可靠性设计优化。

2.如权利要求1所述的不确定因素相关的四辊轧机多学科可靠性设计优化方法，其特征在于，所述步骤S2根据四辊轧机中不确定因素的相关性，构建四辊轧机中不确定因素相关的量化模型，具体包括以下分步骤：

S21、设定四辊轧机中具有n个不确定因素的随机变量x₁,x₂,…x_n，采用向量表示为U＝(x₁,x₂,…x_n)^T，U的上下界分别为则随机变量的均值表示为：

S22、根据随机变量在上下界的区间内服从均匀分布，得到随机变量的方差，表示为：

S23、根据随机变量的不确定因素之间的相关系数，得到随机变量两两之间的不确定因素的协方差，表示为：

其中，Cov(x_i,x_j)为随机变量x_i和x_j之间的协方差，为变量x_i和x_j的相关系数，D(x_i)为x_i的方差，D(x_j)为x_j的方差；

S24、考虑不确定因素的相关性，将不确定因素的协方差代入超椭球模型，构建四辊轧机中不确定因素相关的量化模型，表示为：

其中，ε为实常数。