[发明专利]一种用于优化产品性能变化边界的稳健设计方法

摘要

本发明实施例公开了一种用于优化产品性能变化边界的稳健设计方法，包括：建立产品性能与参数间函数关系；建立稳健设计优化模型；建立参数优化模型；建立配置优化模型；建立产品性能波动边界对参数波动边界的敏感性优化模型。基于遗传算法，建立一套MATLAB程序连接各个优化模型以及产品性能与参数、参数波动边界。本发明的稳健设计优化方法可以深层次揭示参数不确定性对产品性能的影响机理，降低产品性能对参数不确定性的敏感性，为设计者提供方法支持。

主权项

一种用于优化产品性能变化边界的稳健设计方法，其特征在于，包括以下步骤：S1根据功能要求对可选设计配置进行建模，并对各个配置的相关参数建模，对产品性能指标建模并建立性能指标与参数之间的函数关系式Fi＝fi(P1,...,Pm),其中，i＝1,…,n；建立产品由于不确定因素导致的参数变化和功能特性参数波动边界的关系模型，所述关系模型包括功能特性参数波动下边界模型LBi、功能特性参数波动上边界模型UBi、功能特性参数波动范围模型VBi；S2根据S1得出优化性能边界的稳健设计三层优化模型，所述三层优化模型为配置优化模型、参数优化模型、不确定因素优化模型；使用MATLAB工具实现优化产品性能边界的三层优化模型，根据遗传算法进行优化选择，通过MATLAB模拟运算得到产品性能边界最优的产品对应的配置，以及相对于最优配置的最优参数参数，获得最优的设计；S3分析产品性能边界对不同参数波动的不同敏感性，计算产品性能边界对参数波动的敏感性：性能波动上边界对不确定因素的敏感性：RU＝[(UB‑UB1)/UB,...,(UB‑UBm)/UB]其中：UB是性能波动的上边界，UB1表示第i个参数波动范围设为零时的性能波动上边界；性能波动下边界对不确定因素的敏感性：RL＝[(LB‑LB1)/LB,...,(LB‑LBm)/LB]其中：LB是性能波动的下边界，LBi表示第i个参数波动范围设为零时的性能波动下边界；性能波动边界范围对不确定因素的敏感性：RV＝[(VB‑VB1)/VB,...,(VB‑VBm)/VB]其中：VB是性能波动边界范围，VBi表示第i个参数范围设为零时的性能波动边界范围；S4从以上结果分析波动边界对性能波动边界的影响较大的参数，在设计阶段通过减小该参数的波动范围，提升产品质量。