不确定性设计优化理论与方法研究 被引量：5

1

作者 李晓斌 向杨蕊 +2 位作者 金振中 邹汝平 张为华 《机械设计》 CSCD 北大核心 2007年第9期1-4,25,共5页

系统地开展了不确定性设计优化理论与方法研究,定义了设计不确定性、设计稳健性和设计可靠性等概念,阐述了不确定性设计优化理论体系框架,建立了不确定性设计优化模型,提出了解决不确定性设计优化建模、求解和计算复杂性问题的有效途径。

关键词 不确定性设计优化 不确定性分析 模型不确定性 设计可靠性 设计稳健性 近似方法

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复杂机械系统时变不确定性设计方法 被引量：4

2

作者 石博强 段国晨 +1 位作者 申焱华 余国卿 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第3期80-84,135,共6页

考虑机械系统参数随时间的演化,基于连续时间模型和伊藤引理,推导建立了多参数复杂机械系统时变不确定性计算模型,将系统整体时变不确定性由其漂移函数和波动函数表达,系统漂移函数和波动函数则由底层时变参数的漂移率和波动率决定,从... 考虑机械系统参数随时间的演化,基于连续时间模型和伊藤引理,推导建立了多参数复杂机械系统时变不确定性计算模型,将系统整体时变不确定性由其漂移函数和波动函数表达,系统漂移函数和波动函数则由底层时变参数的漂移率和波动率决定,从而解析了机械系统时变不确定性设计的原理。与传统方法相比,该多参数复杂机械系统时变不确定性设计方法既可以针对各零件(或子系统)进行时变不确定性设计,也可以建立统一的系统状态方程,针对复杂机械系统进行不确定性设计,并且算得的系统可靠度是动态的,可以预测未来任意时刻的可靠度,从而为系统的未来发展趋势提供先期预警,为设备维护提供指导。通过具体算例,说明了该设计方法的应用。该设计方法具有普适性,可以推广应用于城市公交系统、城市给排水系统、燃气系统、核电系统等的时变不确定性设计和可靠性分析。 展开更多

关键词 时变不确定性设计 机械系统 可靠度

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基于证据理论的固体火箭发动机不确定性设计 被引量：3

3

作者 李晓斌 张为华 王中伟 《弹箭与制导学报》 CSCD 北大核心 2006年第S6期420-422,425,共4页

飞行器设计过程中客观存在许多不确定性,包括参数的随机不确定性和可认知不确定性,证据理论可以对上述两类参数不确定性进行建模,得到系统响应概率的不确定性区间并进行飞行器不确定性设计。基于证据理论进行了固体火箭发动机壳体不确... 飞行器设计过程中客观存在许多不确定性,包括参数的随机不确定性和可认知不确定性,证据理论可以对上述两类参数不确定性进行建模,得到系统响应概率的不确定性区间并进行飞行器不确定性设计。基于证据理论进行了固体火箭发动机壳体不确定性设计,得到更加合理的设计结果和可靠性概率的不确定性区间,为发动机设计提供了更多的设计依据。 展开更多

关键词 证据理论 固体火箭发动机 不确定性设计 信任度 似真度

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基于概率论与可信性理论的不确定性设计方法 被引量：1

4

作者 李晓斌 王林 金振中 《弹箭与制导学报》 CSCD 北大核心 2009年第6期245-248,252,共5页

综合应用概率论和可信性理论对随机和可认知混合不确定性参数进行建模,提出了基于概率论和可信性理论的不确定性设计方法。以固体火箭发动机燃烧室壳体不确定性设计为算例,验证了该不确定性设计方法的可行性。实际工程应用中,采用近似... 综合应用概率论和可信性理论对随机和可认知混合不确定性参数进行建模,提出了基于概率论和可信性理论的不确定性设计方法。以固体火箭发动机燃烧室壳体不确定性设计为算例,验证了该不确定性设计方法的可行性。实际工程应用中,采用近似方法生成近似模型,将计算复杂的系统响应模型替换为计算简单的近似模型,可大大提高该方法的效率。 展开更多

关键词 不确定性设计 概率论 可信性理论 固体火箭发动机

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飞行器多学科不确定性设计理论概述 被引量：25

5

作者 张为华 李晓斌 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第6期702-706,共5页

设计是充分利用设计知识做出智能决策得到最优解的过程,在基于建模与仿真的飞行器设计过程中,由于客观存在的不确定性,产生基于模型预估结果与真实结果的不一致。飞行器传统设计采用基于串行的确定性设计方法,无法得到性能、可支付性、... 设计是充分利用设计知识做出智能决策得到最优解的过程,在基于建模与仿真的飞行器设计过程中,由于客观存在的不确定性,产生基于模型预估结果与真实结果的不一致。飞行器传统设计采用基于串行的确定性设计方法,无法得到性能、可支付性、可靠性、鲁棒性等综合平衡的设计。本文旨在建立飞行器多学科不确定性设计理论,介绍解决飞行器多学科不确定性设计相关计算、组织和不确定性科学处理复杂性问题的方法和基本思想。 展开更多

关键词 飞行器不确定性设计 多学科设计优化 软设计理论

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基于混合区间可能度的产品结构不确定性设计 被引量：1

6

作者 成靖 萨日娜 +1 位作者 张树有 张利春 《计算机集成制造系统》 EI CSCD 北大核心 2022年第5期1507-1523,共17页

针对由制造安装误差等不确定因素导致产品工作性能不确定的问题,提出基于混合区间可能度的产品结构不确定性设计方法。定义了一种混合区间可能度模型,给出基于混合区间可能度模型的区间优化问题转换框架。提出基于自适应策略和天牛须算... 针对由制造安装误差等不确定因素导致产品工作性能不确定的问题,提出基于混合区间可能度的产品结构不确定性设计方法。定义了一种混合区间可能度模型,给出基于混合区间可能度模型的区间优化问题转换框架。提出基于自适应策略和天牛须算子的双层嵌套布谷鸟算法,利用测试函数对比所提算法与基本布谷鸟算法(CS)、自适应布谷鸟算法(ACS)、改进布谷鸟算法(ICS)、动态布谷鸟算法(DCS)4种算法的寻优性能。在此基础上,以安全钳、十杆桁架及悬臂梁3个工程实际设计问题为例,验证了所提出方法的可行性与有效性。 展开更多

关键词 混合区间可能度 双层嵌套布谷鸟算法 结构不确定性设计 区间优化

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固体火箭发动机装药不确定性优化设计 被引量：7

7

作者 李晓斌 张为华 王中伟 《固体火箭技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第4期269-273,共5页

介绍了不确定性优化设计思想和方法,考虑装药优化设计过程中推进剂性能参数不确定性,开展了固体火箭发动机装药不确定性优化设计研究。采用Powell方法和并行遗传算法组成的混合优化方法,提高了优化问题求解的效率和质量;采用Taylor级数... 介绍了不确定性优化设计思想和方法,考虑装药优化设计过程中推进剂性能参数不确定性,开展了固体火箭发动机装药不确定性优化设计研究。采用Powell方法和并行遗传算法组成的混合优化方法,提高了优化问题求解的效率和质量;采用Taylor级数一阶展开近似计算性能参数的均值和均方差,通过可靠性指数计算满足约束条件成功的概率。与确定性优化设计结果相比,不确定性优化设计结果更可靠、更稳健,为固体火箭发动机总体方案设计提供了更好的方法和手段。 展开更多

关键词 装药设计 参数不确定性 不确定性优化设计 可靠性 稳健性

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飞行器总体不确定性建模与优化设计方法 被引量：2

8

作者 张海瑞 王浩 +1 位作者 王尧 洪东跑 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第4期486-495,共10页

针对考虑不确定性的飞行器总体设计迭代周期长、优化困难等问题,提出一种基于裕度量化解耦策略的飞行器总体不确定性建模与优化设计方法。首先采用主动学习策略开展基于优化加点Kriging的阈值不确定性分析,实现了不确定性裕度的高效求... 针对考虑不确定性的飞行器总体设计迭代周期长、优化困难等问题,提出一种基于裕度量化解耦策略的飞行器总体不确定性建模与优化设计方法。首先采用主动学习策略开展基于优化加点Kriging的阈值不确定性分析,实现了不确定性裕度的高效求解。进而提出一种适用于飞行器总体设计的裕度量化解耦策略,将双层嵌套的不确定性优化问题解耦为确定性优化与不确定性分析过程顺序执行,高效给出满足概率约束的优化设计方案。该方法解决了传统解耦方法采用嵌入式算法而导致的工程应用困难的问题。通过非线性多约束数值案例以及滑翔飞行器工程案例,验证了该方法能够在保证精度的前提下,提高不确定性优化设计效率。 展开更多

关键词 飞行器总体设计 不确定性优化设计 KRIGING模型 主动学习策略

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装药几何参数不确定性优化设计 被引量：3

9

作者 李晓斌 张为华 王中伟 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第2期132-136,共5页

介绍了不确定性优化设计思想和方法,考虑药柱变形带来的装药几何参数不确定性,开展大长细比固体助推火箭发动机翼柱型装药几何参数不确定性优化设计研究。采用Powell方法和并行遗传算法组成的混合优化方法提高了优化问题求解的效率和质... 介绍了不确定性优化设计思想和方法,考虑药柱变形带来的装药几何参数不确定性,开展大长细比固体助推火箭发动机翼柱型装药几何参数不确定性优化设计研究。采用Powell方法和并行遗传算法组成的混合优化方法提高了优化问题求解的效率和质量,采用泰勒级数一阶展开近似计算性能参数的均值和标准差,通过可靠性指数计算约束条件成功的概率。与确定性优化设计结果相比,不确定性优化设计结果更可靠、更稳健。 展开更多

关键词 固体火箭发动机 装药 不确定性优化设计^+ 可靠性 稳健性^+

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基于不确定性MDO的卫星总体优化设计研究 被引量：16

10

作者 姚雯 陈小前 赵勇 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第5期1808-1815,1833,共9页

为了提高卫星总体设计质量,对基于不确定性多学科设计优化(UMDO)的卫星总体设计方法进行研究。首先提出了卫星总体的UMDO流程,重点对组织实现UMDO的优化过程进行了深入讨论。然后以某遥感小卫星的总体设计为例,对其UMDO数学问题进行了表... 为了提高卫星总体设计质量,对基于不确定性多学科设计优化(UMDO)的卫星总体设计方法进行研究。首先提出了卫星总体的UMDO流程,重点对组织实现UMDO的优化过程进行了深入讨论。然后以某遥感小卫星的总体设计为例,对其UMDO数学问题进行了表述,采用UMDO优化过程对优化问题进行了组织与求解。优化结果表明,通过UMDO方法进行设计优化,能够在提高设计方案目标性能的同时,有效提高方案的稳健性和可靠性,验证了UMDO在卫星总体设计中快速形成稳健、可靠的优化方案的可行性和有效性。 展开更多

关键词 卫星总体设计 不确定性 不确定性多学科设计优化

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基于确定性筛选设计优化五味消毒饮多成分定量指纹图谱 被引量：1

11

作者 江婷 季巧遇 +4 位作者 潘浩敏 张尧 何雁 饶小勇 罗晓健 《中成药》 CAS CSCD 北大核心 2023年第8期2680-2686,共7页

目的采用确定性筛选设计建立五味消毒饮多成分定量指纹图谱分析方法。方法采用确定性筛选设计,以流动相梯度条件、体积流量、柱温为影响因素,指标成分峰分离度、对称因子为评价指标,采用逐步回归法建立评价指标与影响因素的定量模型。... 目的采用确定性筛选设计建立五味消毒饮多成分定量指纹图谱分析方法。方法采用确定性筛选设计,以流动相梯度条件、体积流量、柱温为影响因素,指标成分峰分离度、对称因子为评价指标,采用逐步回归法建立评价指标与影响因素的定量模型。结果体积流量和柱温对指纹图谱的影响为极显著(P<0.01),优化后的空间范围为体积流量0.97~1.07 mL/min,柱温24.7~29℃。优化参数后的指纹图谱含共有峰42个,可用于测定紫草氰苷、新绿原酸、单咖啡酰酒石酸、绿原酸、隐绿原酸、秦皮乙素、咖啡酸、菊苣酸、异绿原酸B、异绿原酸A、异绿原酸C、蒙花苷的含量。结论该方法稳定可行,可用于五味消毒饮的指纹图谱和多成分定量检测。 展开更多

关键词 五味消毒饮 确定性筛选设计 指纹图谱 多成分定量检测 设计空间

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分离模块航天器不确定性多学科设计优化 被引量：1

12

作者 姚雯 陈小前 +1 位作者 黄奕勇 Michel van Tooren 《国防科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第5期9-16,共8页

为了在分离模块航天器研制过程中充分考虑各类不确定性因素的影响,以此对全寿命周期成本、收益以及系统稳健性和灵活性进行综合评价和设计优化,本文对新概念航天器———分离模块航天器概念设计阶段的不确定性多学科设计优化(UMDO)进行... 为了在分离模块航天器研制过程中充分考虑各类不确定性因素的影响,以此对全寿命周期成本、收益以及系统稳健性和灵活性进行综合评价和设计优化,本文对新概念航天器———分离模块航天器概念设计阶段的不确定性多学科设计优化(UMDO)进行了研究。首先,对UMDO方法进行了概述,对分离模块航天器UMDO的主要流程进行了介绍。其次,对分离模块航天器系统的体系结构和评价准则进行了定义,对学科模型、成本模型和收益模型进行了建模,并对其不确定性因素进行了提取和建模。最后以虚拟对地遥感分离模块航天器的概念阶段总体设计为例,对其UMDO数学问题进行了表述,采用UMDO优化过程对优化问题进行了组织与求解。优化结果表明,通过UMDO方法进行设计优化,能够有效提高不确定性因素影响下的设计方案期望净收益及其稳健性,验证了分离模块航天器不确定性多学科设计优化的可行性和有效性。 展开更多

关键词 分离模块航天器 不确定性 不确定性多学科设计优化

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压水堆燃料棒设计参数不确定性研究 被引量：2

13

作者 周勤 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 2003年第z1期5-9,共5页

采用岭澳二期换料方案使用的功率运行数据,用法玛通的COCCINEL程序对AFA 2G燃料组件设计参数的不确定性进行计算、分析和评价。AFA 2G燃料组件虽已使用了很长时间,并已逐渐被AFA3G燃料组件和Alliance燃料组件所替代,但其燃料棒设计参数... 采用岭澳二期换料方案使用的功率运行数据,用法玛通的COCCINEL程序对AFA 2G燃料组件设计参数的不确定性进行计算、分析和评价。AFA 2G燃料组件虽已使用了很长时间,并已逐渐被AFA3G燃料组件和Alliance燃料组件所替代,但其燃料棒设计参数不确定性研究结果同样适用于新型燃料组件。作为同一公司的系列产品,这些组件在某些方面具有一定共性,设计参数和所用材料又大致相同,所以,对AFA 2G燃料组件的研究具有一定的典型性。 展开更多

关键词 COCCINEL程序 AFA 2G燃料组件 设计参数不确定性

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基于分析质量源于设计理念的鱼腥草芩蓝合剂水提浓缩液中7种化学成分的定量研究 被引量：1

14

作者 田甜 王欣雨 +3 位作者 聂复礼 李今豪 汪娟 龚行楚 《分析测试学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第11期1687-1696,共10页

该研究基于分析质量源于设计理念,建立了测定鱼腥草芩蓝合剂水提浓缩液中绿原酸、隐绿原酸、槲皮苷、黄芩苷、汉黄芩苷、汉黄芩素、黄芩素含量的高效液相色谱法。使用鱼骨图识别可能影响方法属性的方法参数,通过确定性筛选设计明确关键... 该研究基于分析质量源于设计理念,建立了测定鱼腥草芩蓝合剂水提浓缩液中绿原酸、隐绿原酸、槲皮苷、黄芩苷、汉黄芩苷、汉黄芩素、黄芩素含量的高效液相色谱法。使用鱼骨图识别可能影响方法属性的方法参数,通过确定性筛选设计明确关键方法属性为槲皮苷与前后峰的分离度和最后一个色谱峰的保留时间。首先采用加权决定系数法筛选出关键方法参数为第一梯度结束时间、第三梯度结束时间、第四梯度结束时间、柱温、流速,随后通过逐步回归法建立关键方法参数与关键方法属性之间的定量模型,模型的决定系数(R2)值超过0.90。采用不达标概率值定量表征不同参数组合下的风险大小,根据风险大小确定方法可操作设计区域,并成功验证了其可靠性。确定的色谱条件为:Sunshell-C_(18)(150 mm×4.6 mm,2.6μm)色谱柱,流动相为0.60%甲酸水(A)-乙腈(B),梯度洗脱,检测波长为260 nm和326 nm,流速0.80 mL/min,柱温39.0℃,进样量10μL。对优化后的分析方法进行方法学验证,方法线性良好,精密度、稳定性和重复性试验结果良好,相对标准偏差均在5.0%以内,7种成分的平均回收率为92.6%~106%,相对标准偏差在2.0%内。 展开更多

关键词 分析质量源于设计 高效液相色谱法 鱼腥草芩蓝合剂水提浓缩液 确定性筛选设计 方法可操作设计区域

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重力式挡土墙鲁棒性设计 被引量：19

15

作者 黄宏伟 龚文平 +1 位作者 庄长贤 张洁 《同济大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第3期377-385,共9页

在现有结构可靠度设计理论的基础上提出了基于多目标优化方法和基于结构失效概率置信水平的2种岩土工程鲁棒性设计方法,考虑了岩土力学参数统计特征不确定性对结构失效概率的影响.结合某重力式挡土墙倾覆与滑移2种失效模式,分别运用可... 在现有结构可靠度设计理论的基础上提出了基于多目标优化方法和基于结构失效概率置信水平的2种岩土工程鲁棒性设计方法,考虑了岩土力学参数统计特征不确定性对结构失效概率的影响.结合某重力式挡土墙倾覆与滑移2种失效模式,分别运用可靠度设计方法与鲁棒性设计方法进行了挡土墙基本几何尺寸的设计.最后通过对2种设计方法的对比分析验证了岩土工程鲁棒性设计的合理性与重要性. 展开更多

关键词 重力式挡土墙 鲁棒性设计 可靠度设计 确定性设计 变异性

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飞行器可靠性与性能一体化设计初步研究 被引量：9

16

作者 夏青 钱山 +1 位作者 张士峰 蔡洪 《弹箭与制导学报》 CSCD 北大核心 2009年第1期257-259,263,共4页

飞行器可靠性设计与性能设计的分离制约了飞行器设计水平的提高。文中介绍了一体化设计的概念和发展情况,提出了可靠性与性能一体化设计的技术理论,并对其进行三维空间内的分析,给出了实现的概要方法。

关键词 可靠性设计 性能设计 一体化设计 多学科设计优化 不确定性设计

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半潜式平台整体结构设计的波浪载荷研究 被引量：14

17

作者 李红涛 邓贤锋 《中国海上油气》 CAS CSCD 北大核心 2015年第2期98-103,共6页

在深入研究设计波方法的基础上,提出了适合于半潜式平台整体结构设计的确定性设计波法、随机性设计波法和长期预报设计波法,并结合DNV规范提出的6个特征载荷工况给出了半潜式平台整体结构设计的波浪载荷具体计算方法及流程。以实际半潜... 在深入研究设计波方法的基础上,提出了适合于半潜式平台整体结构设计的确定性设计波法、随机性设计波法和长期预报设计波法,并结合DNV规范提出的6个特征载荷工况给出了半潜式平台整体结构设计的波浪载荷具体计算方法及流程。以实际半潜式平台为例,根据其作业海域,将3种设计波方法应用于波浪载荷计算,并进行了对比分析。结果表明,本文提出的方法可为半潜式平台的波浪载荷计算提供参考,对半潜式平台的整体结构设计具有一定的指导意义。 展开更多

关键词 半潜式平台 波浪载荷 确定性设计波法 随机性设计波法 长期预报设计波法

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基于6σ的悬架稳健性优化设计 被引量：4

18

作者 冯金芝 杨志峰 +2 位作者 杨振毅 林阳 郑松林 《机械强度》 CAS CSCD 北大核心 2020年第2期357-364,共8页

悬架的关键部件如横向稳定杆、橡胶衬套和弹簧等,常因材料和制造工艺的不稳定导致悬架系统的刚度出现波动,对车辆平顺性和操稳性品质产生影响。以麦弗逊前悬架为研究载体,将零部件的刚度特性变化作为噪声变量,将硬点坐标值作为设计变量... 悬架的关键部件如横向稳定杆、橡胶衬套和弹簧等,常因材料和制造工艺的不稳定导致悬架系统的刚度出现波动,对车辆平顺性和操稳性品质产生影响。以麦弗逊前悬架为研究载体,将零部件的刚度特性变化作为噪声变量,将硬点坐标值作为设计变量,采用二次响应面法建立了高精度的近似模型。基于同样的约束条件,采用序列二次优化算法,分别对悬架的硬点进行确定性以及稳健性优化设计,并用蒙特卡罗模拟对各自的优化结果进行稳健性分析。仿真计算结果表明:基于6σ的稳健性优化设计不仅使悬架的性能得到优化而且在可靠性水平方面更有优势。 展开更多

关键词 悬架 序列二次规划法 确定性优化设计 稳健性优化设计

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应用6σ质量控制方法的空射巡航导弹概念设计 被引量：1

19

作者 马英 何麟书 邓家禔 《固体火箭技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第6期616-620,共5页

将6σ质量控制理论用于空射巡航导弹的概念设计中,按照多学科设计优化的理论建立了涉及结构外形、质量、动力、弹道和气动5个子学科的空射巡航导弹概念模型,对该模型进行了多学科设计优化和6σ稳健性优化,对比了二者的输出响应。应用6... 将6σ质量控制理论用于空射巡航导弹的概念设计中,按照多学科设计优化的理论建立了涉及结构外形、质量、动力、弹道和气动5个子学科的空射巡航导弹概念模型,对该模型进行了多学科设计优化和6σ稳健性优化,对比了二者的输出响应。应用6σ质量控制方法后,未达到质量控制约束的射程和最大飞行速度均改善到了6σ水平,从而得到了稳健的系统方案。稳健方案在1 000次蒙特卡洛系统仿真中,射程和最大飞行速度约束可靠概率均为100%。在设计参数波动5%的情况下,稳健方案射程的波动幅度比最优方案减小了61%,最大飞行速度波动幅度减小了57%。研究表明,应该在国防产品设计阶段尽可能早的应用质量控制方法,而不是单纯追求系统某些性能的最优化。6σ质量控制方法是一种提高产品可靠性和性能稳定性的有效方法,在现代产品设计中具有很大的推广和应用价值。 展开更多

关键词 6σ质量控制 稳健性优化 可靠性 非确定性多学科设计优化 导弹概念设计

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非匹配不确定非线性系统的反演变结构控制 被引量：6

20

作者 李俊 徐德民 +1 位作者 宋保维 严卫生 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第2期145-148,共4页

讨论一类非匹配不确定的非线性系统的输出跟踪问题。结合反演 ( Backstepping)设计方法和变结构控制 ,提出了反演变结构控制策略。对存在非匹配不确定性和未知干扰的系统 ,设计的反演变结构控制器实现鲁棒输出跟踪 ,闭环系统在有限时间... 讨论一类非匹配不确定的非线性系统的输出跟踪问题。结合反演 ( Backstepping)设计方法和变结构控制 ,提出了反演变结构控制策略。对存在非匹配不确定性和未知干扰的系统 ,设计的反演变结构控制器实现鲁棒输出跟踪 ,闭环系统在有限时间进入滑动模态。 展开更多

关键词 非匹配 不确定性 非线性系统 反演设计 变结构控制

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