一种基于区间模型的多学科不确定性设计优化方法 被引量：4

1

作者 陶友瑞 韩旭 姜潮 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第23期2782-2787,共6页

提出了一种解决多学科优化中目标函数和约束不确定性的方法。该方法采用区间模型描述不确定性变量,基于区间数的序关系方法将不确定性目标函数转化为两目标的确定性目标函数;通过改进的满意度方法将不确定性不等式约束转换为确定性不等... 提出了一种解决多学科优化中目标函数和约束不确定性的方法。该方法采用区间模型描述不确定性变量,基于区间数的序关系方法将不确定性目标函数转化为两目标的确定性目标函数;通过改进的满意度方法将不确定性不等式约束转换为确定性不等式约束;采用罚函数法将约束问题转化为无约束问题进行求解并将多学科可行方法作为优化方法。测试函数和工程应用实例验证了该方法的有效性。 展开更多

关键词 多学科设计优化 不确定性 区间模型 遗传算法

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考虑不确定性的多学科设计优化分解方法 被引量：3

2

作者 郭健彬 曾声奎 +1 位作者 陈云霞 高洁萍 《计算机集成制造系统》 EI CSCD 北大核心 2009年第1期6-11,共6页

为提高不确定性情况下多学科设计优化分解的合理性,研究不确定性因素对分解目标的影响,提出了考虑不确定性的多学科设计优化分解方法。首先将布尔型函数关系矩阵扩展为"相关性-规模"两层函数关系矩阵,给出了规模矩阵元素与设... 为提高不确定性情况下多学科设计优化分解的合理性,研究不确定性因素对分解目标的影响,提出了考虑不确定性的多学科设计优化分解方法。首先将布尔型函数关系矩阵扩展为"相关性-规模"两层函数关系矩阵,给出了规模矩阵元素与设计变量不确定性的定量关系。然后针对该矩阵提出了任务规模、任务平均度和任务耦合度的概念,给出了三者的计算方法。在此基础上分析确定了优化目标、约束条件、优化变量,建立了整数规划模型,并应用遗传算法进行求解。最后以齿轮减速器为例进行分解,分解结果证明了本方法的合理性与先进性。 展开更多

关键词 多学科设计优化 分解 不确定性 遗传算法 整数规划模型 齿轮减速器

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随机与区间不确定性下基于BLISS的多学科可靠性设计优化 被引量：2

3

作者 刘继红 付超 孟欣佳 《计算机集成制造系统》 EI CSCD 北大核心 2015年第8期1979-1987,共9页

为了提高多源不确定下多学科设计优化的效率,提出一种基于两级一体化策略的多学科可靠性设计优化方法。该方法采用一种单级概率可靠性设计优化与基于响应面的BLISS进行集成的策略,将传统嵌套循环的确定性多学科设计优化和多学科可靠性... 为了提高多源不确定下多学科设计优化的效率,提出一种基于两级一体化策略的多学科可靠性设计优化方法。该方法采用一种单级概率可靠性设计优化与基于响应面的BLISS进行集成的策略,将传统嵌套循环的确定性多学科设计优化和多学科可靠性分析进行解耦、形成顺序执行的两个模块,减少了多学科可靠性分析次数和多学科分析调用频率,提高了多学科可靠性设计优化的效率。在多学科可靠性分析模块,采用一种序列化方法进行概率和非概率多学科可靠性分析。最后通过一个实例验证了方法的有效性。 展开更多

关键词 混合不确定性量化 两级一体化策略 多学科优化设计 可靠性分析

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考虑不确定性的多学科设计优化方法研究综述 被引量：7

4

作者 刘钊 凌闻元 《包装工程》 CAS 北大核心 2021年第2期35-42,共8页

目的研究多学科不确定性设计优化中多学科设计优化方法、不确定性建模与传递、不确定性设计优化的相关理论。方法通过研究并分析国内外相关文献,总结归纳考虑不确定性的多学科设计优化中的耦合系统解耦方法、参数和代理模型不确定性的... 目的研究多学科不确定性设计优化中多学科设计优化方法、不确定性建模与传递、不确定性设计优化的相关理论。方法通过研究并分析国内外相关文献,总结归纳考虑不确定性的多学科设计优化中的耦合系统解耦方法、参数和代理模型不确定性的建模方法,以及高效的不确定性传递和设计优化方法。结论系统探讨了在面对复杂多变的外界环境时,多学科设计优化对不确定性量化与传递的需求,提出多学科设计优化不仅要考虑确定性的系统,而且需要考虑由于外界环境变化导致的系统响应的不确定性。针对现有的多学科不确定性设计优化方法的理论研究,提出提高计算效率的关键在于将传统的三层嵌套循环计算框架解耦成单层循环。研究结果表明,考虑不确定性的多学科设计优化将成为复杂多学科系统设计的有力支撑,能显著提高系统的可靠性和稳健性,提高使用寿命,同时能够加快产品的更新换代设计。 展开更多

关键词 多学科设计优化 不确定性建模 不确定性传递 参数不确定性 模型不确定性 耦合系统

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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

5

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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基于不确定性MDO的卫星总体优化设计研究 被引量：16

6

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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基于区间不确定性的多学科可靠性设计 被引量：2

7

作者 方鹏亚 常新龙 +1 位作者 胡宽 张晓军 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第10期1451-1456,共6页

针对随机可靠性设计和多学科设计直接结合中存在的随机可靠性无法解决不确定性信息量较少及直接结合的嵌套结构计算效率较低的问题,采用区间描述有限信息的不确定性,以非概率可靠性指标衡量多学科系统的可靠性,建立了基于区间不确定性... 针对随机可靠性设计和多学科设计直接结合中存在的随机可靠性无法解决不确定性信息量较少及直接结合的嵌套结构计算效率较低的问题,采用区间描述有限信息的不确定性,以非概率可靠性指标衡量多学科系统的可靠性,建立了基于区间不确定性的多学科可靠性设计模型.同时,为了提高计算效率,采用性能测量法来减少可靠性分析的计算量,并引入序列优化与可靠性评估方法将三层嵌套的多学科可靠性设计结构解耦为顺序执行的确定性多学科设计优化和多学科可靠性分析过程,降低了计算复杂性.通过一个算例验证了该方法的可行性和有效性.结果表明,相比多学科可行法,单学科可行法的计算效率较高. 展开更多

关键词 多学科设计优化 区间不确定性 性能测量法 序列优化与可靠性评估

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飞行器多学科不确定性设计理论概述 被引量：25

8

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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不确定性分析与稳健设计的研究进展 被引量：36

9

作者 刘德顺 岳文辉 杜小平 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第17期1834-1841,共8页

综合分析了近年来稳健设计的研究成果,重点对不确定性分析、特殊条件的稳健设计、模拟基稳健设计、多学科稳健优化设计和稳健设计应用等方面进行了较系统的归纳和总结,探讨了稳健设计发展规律和有待进一步研究的若干课题。

关键词 不确定性分析 可靠性 稳健设计 多学科设计优化

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基于不确定性的无人机可靠性与性能一体化设计 被引量：6

10

作者 李满 宋笔锋 夏青 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第1期1-6,共6页

鉴于可靠性与性能一体化设计有助于缩短无人机设计周期,提高设计水平,根据可靠性与性能一体化设计的三维空间设计思想,对其中涉及的关键技术进行了详细论述和研究。关键技术包括:使用性能参数数学描述可靠性函数和指标;可靠性与性能一... 鉴于可靠性与性能一体化设计有助于缩短无人机设计周期,提高设计水平,根据可靠性与性能一体化设计的三维空间设计思想,对其中涉及的关键技术进行了详细论述和研究。关键技术包括:使用性能参数数学描述可靠性函数和指标;可靠性与性能一体化设计的多学科设计优化;一体化设计中的不确定性分析。通过某无人机系统设计的简要过程,验证了可靠性与性能一体化设计的可行性。该研究为无人机系统设计的理论研究提供了一种宏观框架,为工程实践指出了一种技术途径。 展开更多

关键词 飞行器设计 可靠性 多学科设计优化 不确定性分析 无人机

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基于区间不确定性的多学科过程分解方法 被引量：2

11

作者 谷良贤 王若冰 《计算机集成制造系统》 EI CSCD 北大核心 2016年第3期622-629,共8页

为了减少基于区间不确定性的多学科设计优化的计算成本,提出了一种面向多学科设计优化的分解方法。建立考虑同一学科多次执行的耗时差异性的过程分解优化模型;基于对学科间的耦合度和各学科复杂度的定义,构造耦合强度设计结构矩阵和学... 为了减少基于区间不确定性的多学科设计优化的计算成本,提出了一种面向多学科设计优化的分解方法。建立考虑同一学科多次执行的耗时差异性的过程分解优化模型;基于对学科间的耦合度和各学科复杂度的定义,构造耦合强度设计结构矩阵和学科计算成本矩阵,以评价系统的耦合强度和计算成本;进而构建基于遗传算法的寻求整体计算成本最小分解方案的流程;以飞行器的不确定性多学科设计优化为算例对上述方法进行了验证。通过四个分解方案的对比,说明该方法能够显著减少整体计算成本,且更具普遍性和易操作性。 展开更多

关键词 过程分解 耦合度 复杂度 区间不确定性 多学科设计优化 可重复运载器

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车辆混合动力系统不确定性传播与参数优化 被引量：5

12

作者 王婷婷 陈潇凯 林逸 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第8期21-26,共6页

根据混合动力车辆的工作特性,对不确定下车辆混合动力系统参数优化的多学科设计优化方法进行研究。采用蒙特卡罗仿真估计车辆混合动力系统输入参数的不确定性对系统性能的影响;采用物理规划法构造系统性能目标的综合偏好函数和约束来满... 根据混合动力车辆的工作特性,对不确定下车辆混合动力系统参数优化的多学科设计优化方法进行研究。采用蒙特卡罗仿真估计车辆混合动力系统输入参数的不确定性对系统性能的影响;采用物理规划法构造系统性能目标的综合偏好函数和约束来满足实际需求与设计偏好;利用目标分流法对车辆混合动力系统的参数优化问题进行层次分解及协同优化。最终方案不仅使混合动力系统的功率匹配更加满足设计偏好,还使系统的设计参数达到最优配置。 展开更多

关键词 车辆 混合动力系统 多学科设计优化 不确定性传播 目标分流法 参数优化

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水下非均匀环肋圆柱壳多学科设计优化 被引量：4

13

作者 李静茹 刘江 黎胜 《中国舰船研究》 CSCD 北大核心 2021年第4期63-69,共7页

[目的]水下结构对强度、质量和振动噪声等的要求严格,为提高结构整体性能,从多学科角度优化水下结构设计具有重要意义。[方法]首先,采用改进的目标传递方法和代理模型优化水下结构振动声辐射设计,即采用改进的目标传递方法(将拉格朗日... [目的]水下结构对强度、质量和振动噪声等的要求严格,为提高结构整体性能,从多学科角度优化水下结构设计具有重要意义。[方法]首先,采用改进的目标传递方法和代理模型优化水下结构振动声辐射设计,即采用改进的目标传递方法(将拉格朗日对偶原理运用到传统分级目标传递法中)实现对设计问题的分级和不同学科性能下的并行优化,并构建Kriging代理模型来解决水下结构振动声辐射计算耗时的问题;然后,以水下环肋圆柱壳(水下航行器)为例,针对轻量化、强度、振动与声辐射方面的要求,选取6个设计变量,以环肋圆柱壳的质量、应力、共振频率及其所处位置的声功率级作为目标函数,建立并行模型进行多学科设计优化。[结果]结果表明,Kriging代理模型可准确和实时预报空间任一点的响应;改进的目标传递法不仅获得了多学科优化结果,且与传统传递方法相比收敛性提高了30%。[结论]研究表明,基于所提方法得到的多学科设计优化结果更理想且收敛性更好。 展开更多

关键词 非均匀环肋圆柱壳 改进的目标传递法 代理模型 多学科设计优化

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飞行器多学科设计优化软件系统 被引量：15

14

作者 王书河 何麟书 张玉珠 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第1期51-55,共5页

为解决飞行器总体设计的难点 ,介绍了可用于飞行器多学科设计优化的软件 .该软件利用“松耦合”方式 ,以SQLServer 2 0 0 0为数据库管理系统(DBMS) ,与各学科分析程序相结合 .阐述了该系统的功能和软件结构、软件流程、主要模块 .为解... 为解决飞行器总体设计的难点 ,介绍了可用于飞行器多学科设计优化的软件 .该软件利用“松耦合”方式 ,以SQLServer 2 0 0 0为数据库管理系统(DBMS) ,与各学科分析程序相结合 .阐述了该系统的功能和软件结构、软件流程、主要模块 .为解决关键技术 ,提出圆环图处理总体与各学科的关系 ,利用模糊理论进行非数值型变量的转化 ,提出无量纲化多目标法进行多目标综合处理 ,构建单一数据库进行数据管理 ,采用三个数据文件作为程序接口 .总结了软件的特点 . 展开更多

关键词 飞行器 数据管理 多学科设计优化 软件 非数值型变量

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基于区间分析的非概率稳健优化设计 被引量：6

15

作者 董荣梅 孙伟 许焕卫 《大连理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第1期51-55,共5页

提出了一种新的基于区间分析的非概率稳健优化设计模型.利用非线性区间数规划和函数的区间扩张,对稳健性指标进行了计算,将含有区间参数的常规稳健优化模型转化为确定性的稳健优化模型,转化后的模型能够根据设计者要求实现任意指定稳健... 提出了一种新的基于区间分析的非概率稳健优化设计模型.利用非线性区间数规划和函数的区间扩张,对稳健性指标进行了计算,将含有区间参数的常规稳健优化模型转化为确定性的稳健优化模型,转化后的模型能够根据设计者要求实现任意指定稳健性的优化目标,最终建立了两级稳健优化设计模型.该模型无需知道设计参数的概率分布函数,也不要求目标函数及约束连续、可导.实例结果证明了该方法的有效性. 展开更多

关键词 非概率 不确定性 区间分析 稳健优化设计

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飞行器多学科设计优化概述 被引量：26

16

作者 王书河 何麟书 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第6期697-701,共5页

针对飞行器多学科设计优化进行了概述。提出多学科设计优化的综合性定义,介绍了国内外发展现状。指明多学科设计优化的组成要素和存在学科耦合、计算耗时两个难点,并认为其关键问题是离散设计变量和非数值型综合设计变量处理、工程综合... 针对飞行器多学科设计优化进行了概述。提出多学科设计优化的综合性定义,介绍了国内外发展现状。指明多学科设计优化的组成要素和存在学科耦合、计算耗时两个难点,并认为其关键问题是离散设计变量和非数值型综合设计变量处理、工程综合评估、数据流管理等。阐述了可用于多学科设计优化的各种方法及其优缺点。并提出了多学科设计优化的研究重点。 展开更多

关键词 飞行器 多学科设计优化 离散设计变量 非数值型综合设计变量 数据流管理

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基于随机有限元的非线性结构稳健性优化设计 被引量：11

17

作者 亢战 程耿东 《计算力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第2期129-135,共7页

结合结构优化技术和摄动随机有限元方法研究了非线性结构稳健设计问题。将结构稳健性优化设计问题构造为双目标优化问题,优化目标包含结构性能函数的期望值和标准差,约束函数的变异也给予考虑,并采用基于函数梯度的算法进行求解。为对... 结合结构优化技术和摄动随机有限元方法研究了非线性结构稳健设计问题。将结构稳健性优化设计问题构造为双目标优化问题,优化目标包含结构性能函数的期望值和标准差,约束函数的变异也给予考虑,并采用基于函数梯度的算法进行求解。为对具有路径相关特征的非线性结构性能及结构响应的平均值及标准差进行分析,本文采用缩减的随机变量,提出了基于增量法的摄动随机有限元计算格式。在此框架下,进一步提出以一般泛函形式表达的结构性能的平均值和方差及其灵敏度的计算格式。为显示方法的有效性,文中给出几个数值算例。 展开更多

关键词 稳健设计 结构优化 随机有限元 非确定性 灵敏度分析

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可靠性优化方法在飞航导弹多学科设计优化中的应用 被引量：6

18

作者 夏青 蔡洪 张士峰 《弹箭与制导学报》 CSCD 北大核心 2010年第1期40-42,共3页

飞航导弹多学科设计优化(MDO)中,设计变量的不确定性可能降低设计结果的可靠性,传统的MDO方法无法解决这个问题。基于序贯优化和可靠性估计(SORA)的可靠性优化方法将优化设计和可靠性分析有机结合,在优化过程中考虑设计变量的不确定性,... 飞航导弹多学科设计优化(MDO)中,设计变量的不确定性可能降低设计结果的可靠性,传统的MDO方法无法解决这个问题。基于序贯优化和可靠性估计(SORA)的可靠性优化方法将优化设计和可靠性分析有机结合,在优化过程中考虑设计变量的不确定性,并采用单循环形式搜索优化设计结果。通过飞航导弹多学科设计优化的算例,可知基于SORA的可靠性优化方法不仅可以减小设计变量不确定性对设计结果的影响,提高可靠性,还可以有效提高计算效率。 展开更多

关键词 飞航导弹 序贯优化与可靠性估计 可靠性分析 多学科设计优化 不确定性

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基于寿命与可靠性的离心叶轮多学科设计优化 被引量：4

19

作者 李磊 李缘 +3 位作者 杨子龙 苑天宇 杨未柱 陈太宇 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第4期530-534,共5页

针对离心叶轮多场耦合服役特点,考虑气动、传热、强度、寿命、可靠性等学科,以及不确定性因素的影响,本文提出了一种离心叶轮多学科可靠性设计优化方法。基于非均匀有理B样条和特征造型设计技术建立了离心叶轮的参数化模型,在耦合信息... 针对离心叶轮多场耦合服役特点,考虑气动、传热、强度、寿命、可靠性等学科,以及不确定性因素的影响,本文提出了一种离心叶轮多学科可靠性设计优化方法。基于非均匀有理B样条和特征造型设计技术建立了离心叶轮的参数化模型,在耦合信息传递的基础上依次开展气动、传热、强度、寿命分析,实现了离心叶轮的多学科分析;并基于试验设计获得影响气动性能和寿命的主要因素,选取7个主要优化设计变量,以寿命可靠度为约束,等熵效率、总压比等为目标,基于代理模型开展离心叶轮的多学科可靠性优化设计。结果表明:在满足寿命可靠度约束的同时,离心叶轮等熵效率和总压比分别提高了3.4%和6.2%,最大Mises等效应力减小了10.3%。离心叶轮性能的改善证明本文提出方法的有效性。 展开更多

关键词 离心叶轮 多学科耦合 多学科设计优化 几何参数化设计 非均匀有理B样条 寿命可靠性 试验设计 Kriging代理模型

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耦合系统考虑可靠性的多学科设计优化分解方法 被引量：1

20

作者 郭健彬 曾声奎 《计算机集成制造系统》 EI CSCD 北大核心 2011年第8期1743-1748,共6页

为了减少基于可靠性的多学科设计优化的计算成本,提出了一种面向耦合多学科设计优化的分解方法。定义了函数计算成本矩阵来处理可靠性函数的随机性,给出了根据函数随机特征计算函数计算成本矩阵的方法,同时定义了耦合关系矩阵来处理函... 为了减少基于可靠性的多学科设计优化的计算成本,提出了一种面向耦合多学科设计优化的分解方法。定义了函数计算成本矩阵来处理可靠性函数的随机性,给出了根据函数随机特征计算函数计算成本矩阵的方法,同时定义了耦合关系矩阵来处理函数之间的耦合性,给出了识别耦合变量集的算法;基于函数计算成本矩阵和耦合关系矩阵提供的信息,改进了整体计算成本等评价指标的度量方法;利用遗传算法进行分解,寻求整体计算成本最小的分解方案;通过电子封装的多学科设计优化算例对上述方法进行了验证,通过与两个已有分解方案的对比表明,该方法能够显著减少整体计算成本。该方法与传统方法相比具有两个优势:一方面可以识别和分解耦合变量,使其能够用于耦合系统的分解;另一方面可以将可靠性函数平均分解到各子任务中,以获得更少的整体计算成本。 展开更多

关键词 分解 耦合系统 可靠性 多学科设计优化 不确定性 电子封装

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