[发明专利]时变退化质量特征补偿的全寿命周期质量稳健性优化方法

说明书

时变退化质量特征补偿的全寿命周期质量稳健性优化方法，属于电磁继电器质量优化设计领域。分析确定电磁继电器关键设计参数，进行线性度分析，基于K‑L展开方法将电磁继电器全寿命周期进行展开，分为若干个子寿命区间，使用克里金方法将子寿命区间的质量稳健性特征参数建模，并进行统一化表达，建立电磁继电器全寿命周期质量稳健性模型，质量稳健性特征要求水平选取合适的质量特征水平，计算时变退化参数作用下的电磁继电器质量稳健性特征偏移度，将质量偏移补偿到全寿命周期质量稳健性的需求，使用蒙特卡洛生成批量样本，计算输出特征，验证优化效果。为解决电磁继电器产品全寿命周期质量稳健性设计优化提出了一种新方法。

技术领域

本发明涉及质量稳健性优化方法，尤其是时变退化质量特征补偿的全寿命周期质量稳健性优化方法，属于电磁继电器质量优化设计领域。

背景技术

电磁继电器具有极好的通用性、极高的隔离强度、极佳的耐干扰强度等典型优点，广泛应用于工业操作与控制系统、空天飞机、宇航飞船、有人、无人航天器等现代装备中完成控制信号传输、功能控制执行、能源系统配电等功能。随着现代装备朝着高灵敏度、高单位体积功耗、全寿命周期高可靠方向发展，尤其是全寿命周期高稳健性需求尤为明显，与此相对应的是电磁继电器全寿命周期稳健性要求提升到了前所未有的高度。对电磁继电器展开全寿命周期稳健性优化是确保电磁继电器应用可靠性和设计优化电磁继电器全寿命周期稳健性的必要途径。

以减弱参数波动对产品质量一致性影响为目标的稳健性优化设计方法，在工业应用过程中，可以显著提高质量稳健性。稳健性设计优化最常用的方法是将实验设计方法和田口方法相结合,这类方法只能针对有限范围内的优化，且计算量较大。为了解决稳健设计质量特征计算与容差在分配的维数和计算，提出了替代模型，替代模型的引入在一定程度上解决稳健设计过程中的质量输出特征计算问题，但替代模型自身的计算精度以及替代模型训练样本的精度又成为了制约稳健设计优化发展的问题。此外，针对田口方法只适用于单目标优化问题，提出了基于敏感域，多目标交互熵，智能算法以及分级多目标的稳健设计优化方法，这些方法较好的实现了多目标稳健设计的要求，但是这些方法主要关注输出特征之间的相互影响，往往忽略了输入参数之间的相关性对最佳稳健解的影响。需要指出的是在实际工作过程中在机-电-磁-热-振动-冲击等多参数综合作用下，产品关键零部件参数存在着大量的时变退化参数，时变性能退化会影响产品的全寿命质量稳健性，致使永磁执行器质量稳健性特征均值和方差都发生大幅变化。这种基于初始(时不变)的稳健性设计方法大都针对初始质量设计优化，对永磁执行器全寿命周期时变(动态)稳健性进行分析与设计优化鲜有研究。

本发明针对电磁继电器全寿命周期零部件性能退化对质量稳健性的影响，提出基于K-L展开和克里金模型的电磁继电器全寿命周期质量稳健性特征建模以及基于时变退化质量特征补偿的电磁继电器全寿命周期抗退化质量稳健性优化方法，实现了电磁继电器全寿命周期质量稳健性的优化。

发明内容

本发明的目的是为了解决电磁继电器退化作用下的全寿命周期抗退化优化设计方法缺失的问题，提出时变退化质量特征补偿的全寿命周期质量稳健性优化方法，具体是一种考虑电磁继电器零部件性能随着工作的进行不断退化的情况下，如何对电磁继电器进行质量稳健性特征抗退化优化，得到全寿命周期质量稳健的电磁继电器，以克服背景技术存在的问题。

为实现上述目的，本发明采取下述技术方案：时变退化质量特征补偿的全寿命周期质量稳健性优化方法，包括以下步骤：

步骤一：分析确定电磁继电器关键设计参数，将其记为集合U＝(u₁,u₂,…,u_n)；

步骤二：对步骤一分析确定的电磁继电器关键设计参数进行线性度分析，从中筛选出关键的非线性设计参数，将其记为集合V＝(v₁,v₂,…,v_m)；

步骤三：基于K-L展开方法将电磁继电器全寿命周期进行展开，将全寿命周期分为若干个子寿命区间；