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综合环境下两阶段加速寿命试验优化设计

现代防御技术 2024年

作者：刘晓娣韩建立李田科吴一乔海军航空大学航空基础学院海军航空大学岸防兵学院中国人民解放军91980部队

针对航空装备在寿命周期内不只经历一个任务阶段，而当前加速寿命试验（ALT）优化设计大多仅关注单一任务阶段的情况，提出一种综合环境下两阶段ALT优化设计方法。该方法采用拉丁超立方设计（LHD）确定两阶段试验整体的应力水平组合方... 详细信息

针对航空装备在寿命周期内不只经历一个任务阶段，而当前加速寿命试验（ALT）优化设计大多仅关注单一任务阶段的情况，提出一种综合环境下两阶段ALT优化设计方法。该方法采用拉丁超立方设计（LHD）确定两阶段试验整体的应力水平组合方式，解决前后阶段应力水平的组合问题；以两阶段试验中产品正常应力水平下P阶分位寿命估计的渐近方差之和最小为优化目标，构建优化设计的数学模型，解决前后阶段的样本分配问题。算例分析表明两阶段ALT优化设计方法的预测精度优于传统方法，参数敏感性分析表明该方法确定的最优试验方案具有一定的稳健性。该方法为实际工程中多任务阶段产品的ALT优化设计提供了一种新思路。

关键词：加速寿命试验优化设计综合环境两阶段拉丁超立方设计样本分配

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一种快速优化拉丁超立方试验设计方法

西北工业大学学报 2019年第4期37卷 714-723页

作者：叶鹏程潘光高山西北工业大学航海学院陕西西安710072 西北工业大学无人水下运载技术重点实验室陕西西安710072

工程设计优化中,优化试验设计方法常常用于求解大型复杂系统问题。针对传统优化试验设计方法计算耗时长、效率低的问题,提出一种快速优化拉丁超立方试验设计方法:在拉丁超立方抽样框架下,采用基于最大最小距离准则连续局部枚举方法设计... 详细信息

工程设计优化中,优化试验设计方法常常用于求解大型复杂系统问题。针对传统优化试验设计方法计算耗时长、效率低的问题,提出一种快速优化拉丁超立方试验设计方法:在拉丁超立方抽样框架下,采用基于最大最小距离准则连续局部枚举方法设计生成高性能小尺寸基础样本,然后利用平移传播算法通过"平移"基础样本快速获得大尺寸试验样本。结合提出的样本尺寸调整策略,使该方法可以快速得到空间填充性能和映射性能良好的任意尺寸试验样本。测试结果表明快速优化拉丁超立方试验设计方法能够兼顾设计效率和样本性能,优于已有典型试验设计方法。

关键词：试验设计优化试验设计方法拉丁超立方设计平移传播算法

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一种基于数独分组的拉丁超立方试验设计方法

系统仿真学报 2020年第11期32卷 2185-2191页

作者：张甜甜李妮龚光红卢元杰自动化科学与电气工程学院北京航空航天大学北京100191 中国航空研究院北京100029

为解决拉丁超立方设计在复杂因子的实验设计空间中存在优化时间长和因子水平组合爆炸的问题。提出一种基于数独分组的拉丁超立方设计方法。该方法对因子通过数独分组降维,在降维后的各个子空间中平移种子设计。将基于数独分组的拉丁超... 详细信息

为解决拉丁超立方设计在复杂因子的实验设计空间中存在优化时间长和因子水平组合爆炸的问题。提出一种基于数独分组的拉丁超立方设计方法。该方法对因子通过数独分组降维,在降维后的各个子空间中平移种子设计。将基于数独分组的拉丁超立方设计与另外两种常用的拉丁超立方设计方法在中高维度试验空间中进行对比,结果表明,基于数独分组的拉丁超立方设计有较优的空间填充性和最短的运行时间。

关键词：试验设计拉丁超立方设计数独分组扩展平移传播

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五连杆悬架运动学特性DOE分析研究

汽车工艺师 2024年第1期 55-61页

作者：李根代迪沃尔沃汽车技术(上海)有限公司上海201800

基于刚体运动学理论,对五连杆悬架进行运动学建模,以确定其硬点空间位置及虚拟主销位置,利用ADAMS软件建模并对上述求解结果进行验证。利用MATLAB软件,分别采用参数试验设计、正交试验设计和拉丁超立方设计三种方法,均设置因子个数为15... 详细信息

基于刚体运动学理论,对五连杆悬架进行运动学建模,以确定其硬点空间位置及虚拟主销位置,利用ADAMS软件建模并对上述求解结果进行验证。利用MATLAB软件,分别采用参数试验设计、正交试验设计和拉丁超立方设计三种方法,均设置因子个数为15、水平数为3进行试验设计,并对硬点进行灵敏度分析,将三者结果进行对比。结果表明,三种DOE(实验设计法)对各个参数的主要影响因子分析结果大致相同,仅在对次要影响因子的分析结果上有所差异。

关键词：五连杆悬架参数试验设计正交试验设计拉丁超立方设计

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基于代理模型的多目标方法研究及应用

基于代理模型的多目标方法研究及应用

作者：何晗瑾电子科技大学

学位级别：硕士

在多目标优化问题中,经常面临求解困难,多目标问题昂贵的情况,为了能够更好地解决这类问题,将多目标优化问题与代理模型相结合,提出了基于代理模型的多目标优化。本文就如何提高基于代理模型的多目标优化问题的求解效率和解集质量进行... 详细信息

在多目标优化问题中,经常面临求解困难,多目标问题昂贵的情况,为了能够更好地解决这类问题,将多目标优化问题与代理模型相结合,提出了基于代理模型的多目标优化。本文就如何提高基于代理模型的多目标优化问题的求解效率和解集质量进行了相关研究:(1)提出了基于改进连续局部枚举算法的快速试验设计方法。首先,该改进方法在连续局部枚举算法的基础上优化了采样准则并提出了非顺序采样的流程,解决了空间填充性差的问题。其次,将改进的连续局部枚举算法与平移传播算法相结合,解决了计算量大的问题。最后,将该方法与另外2种试验设计方法相对比,验证了该方法在空间填充性和空间均匀性上的更具优越性。(2)提出了基于目标转换的高效全局单点加点方法。首先,该方法利用期望改进矩阵和一个逼近解集的目标函数将多目标优化问题转化双目标优化问题,利用智能算法得到候选解。其次,提出了筛选点与距离选点方式,先根据已有的样本点信息对候选解进行初步的筛选,将筛选后的点利用新提出的距离选点方式进行单点加点。最后,将该方法与另外2种方法相对比,验证了该方法得到的解集在均匀性和多样性更具优势。(3)提出了基于目标转换的多目标高效全局多点加点策略。首先,该方法在基于目标转换的高效全局单点加点策略的基础上进行拓展,将单点加点策略拓展成了多点加点策略。为了使智能算法适用于多点加点策略,改进样本拥挤距离并应用于智能算法。其次,提出了基于非支配解的多点选点策略,用于迭代中选择多个新的样本点,解决了单点加点与多点加点转化困难的问题。最后,将该方法与另外3种方法相对比,证明了该方法更具竞争力,并设置不同的加点个数,在性能指标变化小的基础上,证明了该方法具有一定的普遍性。

关键词：代理模型自适应加点多目标优化试验设计拉丁超立方设计

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基于克里金模型的边坡稳定可靠度分析方法

岩土力学 2015年第S1期36卷 439-444页

作者：罗正东董辉陈铖苏永华湘潭大学土木工程与力学学院湖南湘潭411105 湖南大学岩土工程研究所湖南长沙410082

边坡工程的复杂性不仅表现为各岩土参数的变异性和非确定性,而且还在于其极限状态功能函数的非解析性及隐式性。以Janbu法为例,研究了隐式功能函数下易于执行的边坡工程稳定可靠度计算方法。首先,调用边坡极限平衡模式获得岩土基本参数... 详细信息

边坡工程的复杂性不仅表现为各岩土参数的变异性和非确定性,而且还在于其极限状态功能函数的非解析性及隐式性。以Janbu法为例,研究了隐式功能函数下易于执行的边坡工程稳定可靠度计算方法。首先,调用边坡极限平衡模式获得岩土基本参数,并利用拉丁超立方试验设计抽取影响边坡稳定性基本参数的适量初始样本。其次,采用地质统计学中的克里金(Kriging)各向异性关联映射方法,将边坡功能函数值表述为随机过程。然后,结合主动学习方法,基于搜索规则调整训练样本,通过反复迭代循环确定满足实际工程精度的随机过程所表示的边坡功能函数。最后,调用随机过程函数通过验算点法(JC法)获得边坡的失效概率。工程算例分析表明,文中方法的求解精度与蒙特卡洛模拟方法相当,但计算过程简明,效率高,更具工程实用性。

关键词：边坡工程克里金(Krigin)模型拉丁超立方设计最可能失效区域主动学习

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DOE方法在螺旋桨几何参数优选中的应用

中国造船 2015年第4期56卷 109-118页

作者：王超叶礼裕魏胜任李亮哈尔滨工程大学船舶工学院哈尔滨150001

螺旋桨的几何外形是通过螺距、纵倾、侧斜、拱度、弦长、桨叶剖面等几何参数来表达的,这些几何参数影响着整个螺旋桨的水动力、噪声、空泡、振动等性能。定量地给出不同半径处各个几何参数对螺旋桨性能的影响,对螺旋桨的设计有重要的指... 详细信息

螺旋桨的几何外形是通过螺距、纵倾、侧斜、拱度、弦长、桨叶剖面等几何参数来表达的,这些几何参数影响着整个螺旋桨的水动力、噪声、空泡、振动等性能。定量地给出不同半径处各个几何参数对螺旋桨性能的影响,对螺旋桨的设计有重要的指导意义。论文采用试验设计(Design of Experiment,DOE)的拉丁超立方设计方法,结合螺旋桨定常水动力性能的面元理论预报程序,分别定量地研究了不同半径处的螺距以及盘面比与0.4、0.7、1.0半径处的纵倾、螺距、侧斜对敞水螺旋桨推力系数和敞水效率的影响;同时,结合螺旋桨非定常水动力性能的面元理论预报程序及傅里叶分析方法,定量研究了不同半径处侧斜以及0.5、0.8、1.0半径处的螺距、纵倾、侧斜对螺旋桨主桨叶在给定伴流场中非定常推力的影响。研究结果表明:DOE方法能够准确分析不同径向处的几何参数对定常和非定常螺旋桨性能的影响程度。

关键词：螺旋桨几何参数拉丁超立方设计水动力性能

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结构有限元模型修正的自适应响应面方法

振动与冲击 2013年第8期32卷 114-119页

作者：魏锦辉任伟新中南大学土木工程学院长沙410075 郑州航空工业管理学院郑州450015

针对结构有限元模型修正可能陷入局部最优点的问题,提出了基于具有全局收敛特性的自适应响应面的结构有限元模型修正方法,模型修正过程中在全局最优解附近不断收缩参数设计空间,重构更为精确的响应面模型,同时,由于采用了拉丁超立方设... 详细信息

针对结构有限元模型修正可能陷入局部最优点的问题,提出了基于具有全局收敛特性的自适应响应面的结构有限元模型修正方法,模型修正过程中在全局最优解附近不断收缩参数设计空间,重构更为精确的响应面模型,同时,由于采用了拉丁超立方设计选择样本点,具有一定的遗传性,在使用过程中可以有效减少样本点总数。通过实例计算表明,传统的有限元模型修正方法很可能陷于局部最优,而利用该方法进行有限元模型修正时,可以有效避免陷入局部最优点,只需较少样本点便可收敛于全局最优解,有效的进行有限元模型修正。

关键词：模型修正自适应响应面方法拉丁超立方设计设计空间全局最优解

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代理模型选样准则研究

空气动力学学报 2011年第6期29卷 719-725,732页

作者：张德虎高正红李焦赞黄礼铿西北工业大学翼型叶栅空气动力学国防科技重点实验室陕西西安710072

致力于针对确定问题,利用其在已知空间中的样本信息指导该问题其他空间中的样本选择。基于Kriging模型和拉丁超立方设计选样方法,以某数学函数为例,首先研究了设计空间大小对样本选择的影响,然后具体分析了样本分布特性对代理模型预测... 详细信息

致力于针对确定问题,利用其在已知空间中的样本信息指导该问题其他空间中的样本选择。基于Kriging模型和拉丁超立方设计选样方法,以某数学函数为例,首先研究了设计空间大小对样本选择的影响,然后具体分析了样本分布特性对代理模型预测误差的影响。引入了样本平均疏密度、样本稀疏度、样本紧凑度等概念衡量样本特性,依据不同空间中各参数与代理模型预测精度的关系提出了样本稀疏度准则,并以不同维数的数学函数和翼型气动力分析模型验证了准则的准确性和实用性。

关键词：代理模型拉丁超立方设计 Kriging模型选样准则