基于性能稳健偏差的区间型参数稳健设计优化

提出了基于系统性能稳健偏差的稳健设计优化方法。该方法针对区间型参数非梯度性能函数的稳健设计问题，应用性能稳健偏差概念评估目标性能函数和约束性能函数的稳健性，形成了三层次稳健设计优化模型：①搜索优化设计点；②迭代策略搜索设计点的目标函数和约束函数的稳健偏差；③优化寻求给定性能偏差所对应的稳健性指数。该方法可获得同时满足约束条件和目标值稳健性要求的优化设计，并输出目标值及其稳健偏差。用三杆桁架结构稳健设计优化说明了该方法的用法和特点。     

稳健性设计的双响应面法

提出一种替代静态田口方法进行稳健性设计的方法－双响应面法。这种方法不使用田口方法中的信噪比和二步优化概念,而是直接将质量特性的均值和标准差拟合为响应曲面,然后化为约束最小问题,并用序列线性规划求解。数值算例说明该方法的有效性。     

基于离差系数转化法的齿轮传动稳健优化设计

通过分析实现稳健优化设计目的的途径,运用离差系数转化法控制可控因素和不可控因素的变差对目标函数及约束函数的影响,建立稳健优化设计的数学模型。基于VisualC 平台,编制齿轮传动稳健设计的通用性程序。通过实例计算,将稳健优化结果与一般优化设计的结果进行比较、分析和评价,得出最佳齿轮参数组合,提高了齿轮抵抗外界噪声因素干扰的能力,使其质量更稳定、可靠。     

基于容差模型和正交试验的四连杆变幅机构稳健优化设计

针对设计函数为隐函数或高度非线性函数的工程设计优化问题，提出了一种较为实用的、综合运用容差模型和正交试验法的稳健优化方法，并将该方法应用到四连杆变幅机构的优化设计中，结果表明，稳健优化后的变幅机构性能得到了改善，设计质量得到了提高。     

产品质量的模糊稳健性研究及模糊稳健优化设计方法

为解决具有模糊信息时的稳健设计问题，对产品设计质量的模糊特性进行分析，提出了产品质量的模糊目标概念。基于可控因素和噪声因素对模糊目标稳健性影响分析，提出了产品质量模糊稳健性的概念，并给出了模糊稳健设计准则。对模糊稳健设计准则的数学特性和工程意义进行了探讨，进而提出了产品质量模糊稳健优化设计建模方法。设计实例和理论分析表明，产品质量的模糊稳健设计原理，比传统稳健设计方法更接近于工程实际，具有广阔的应用前景。     

不确定性分析与稳健设计的研究进展

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。     

天线结构的稳健优化设计

根据稳健设计理论,在参数优化的基础上,剖析了天线结构设计中影响机械性能的可控与不可控因素,建立了稳健优化设计模型,通过分析与计算,得到了最优稳健可行解,使得天线结构设计具有稳健性.     

基于正交试验的稳健优化设计方法及其工程应用

提出了一种较为实用的、准确的稳健优化设计方法。作为优化设计整体中的一部分，该方法允许设计者准确地考虑和控制设计变量和设计参数变化的影响，且能限制或减小偏差对目标函数或约束条件的影响。对优化设计和稳健优化设计所得的结果进行了比较、分析和讨论，结果表明，稳健优化设计后滑履的性能得到了较大改善和提高。     

Robust Collaborative Optimization Method Based on Dual-response Surface

A novel method for robust collaborative design of complex products based on dual-response surface (DRS-RCO) is proposed to solve multidisciplinary design optimization (MDO) problems under uncertainty. Collaborative optimization (CO) which decomposes the whole system into a double-level nonlinear optimization problem is widely Accepted as an efficient method to solve MDO problems. In order to improve the quality of complex product in design process, robust collaborative optimization (RCO) is developed to solve those problems under uncertain conditions. RCO does opfmiTation on the linear sum of mean and standard deviation of objective function and gets an optimal solution with high robustnmess. Response surfaces method is an important way to do approximation in robust design. DRS-RCO is an improved RCO method in which dual-response surface replaces system uncertainty analysis module of CO. The dual-response surface is the approximate model of mean and standard deviation of objective function respectively. In DRS-RCO, All the information of subsystems is included in dual-response surfaces. As an additional item, the standard deviation of objective function is added to the subsystem optimization. This item guarantee both the mean and standard deviation of this subsystem is reaching the minima at the same time. Finally, a test problem with two coupled subsystems is conducted to verify the feasibility and effectiveness of DRS-RCO.     

一种串联机器人的全局参数优化设计方法

针对串联机器人物理参数方程的非线性导致的只能对串联机器人进行局部优化的问题,提出了一种基于线性矩阵不等式的全局优化方法。该方法从串联机器人机构与控制协同设计的理念出发,通过将非线性动力学方程的求解转化为线性矩阵不等式的优化问题,以消耗能量最小的方式来分析串联机器人指定动作下的动态特性,进而从全局角度来获取质量、几何尺寸、惯量等最优物理参数。用该方法指导4自由度重载机器人样机设计,运行效果验证了该方法的有效性。     

柔性制造系统稳健性优化配置研究

为将稳健设计引入到柔性制造系统的优化配置中，提出了一种可实现柔性制造系统稳健性优化配置的集成设计方法。该方法结合实验设计、仿真实验和数据分析，拟合出系统的响应曲面模型。通过对模型的优化处理，实现柔性制造系统稳健性优化配置。针对一个工程实例，给出了这种集成设计方法的具体实现过程。结果表明这种方法是有效可行的，对于复杂系统的稳健设计具有一定的适用性。     

面向制造环境的稳健公差设计方法

提出一种基于制造环境的稳健公差设计方法，使得在公差设计中能考虑实际加工环境即各种加工方法的工序能力，从而保证在获得最优稳健公差的同时选择合适的加工方法，以保证设计公差的可制造性和稳健性，提高产品的设计质量。     

传动机械稳健优化设计系统的构建

在研究稳健优化设计理论的基础上，构建了稳健优化设计系统模型，并应用于传动机械设计中。从传动机械的方案设计阶段中，运用稳健性分析的方法选择较稳健的方案，到详细设计阶段中，主要传动元件参数的稳健优化设计，整个设计过程充分考虑了不确定因素的影响，以提高传动机械的抗干扰能力，保证其质量稳健性。文中对各个功能模块进行了详细的阐述。     

基于灵敏度分析的稳健可靠性优化设计模型及MATLAB实现

在机械零件的可靠性优化设计中,普遍存在约束的作用,且最优解往往位子可行域的边界上。由于外界环境的变化或人为因素造成设计变量扰动,可能使设计成为不可行。本文提出了一种基于设计变量敏感度的稳键性设计方法,建立了基于灵敏度分析产生附加目标函数的两种稳健可靠性优化设计模型,并用 ＭＡＴＬＡＢ语言的优化工具箱和符号工具箱来实现机械零件的稳健可靠性优化设计,计算实例说明所述模型的可行性与实用性。     

面向可适应性的稳健性产品平台规划方法

为更好地快速响应市场的多样化需求,引入面向可适应性的产品平台结构概念。根据稳健设计与可适应设计在提升产品适应外部环境变化的能力、考虑设计变更及以低成本获得高质量产品方面的一致性,提出了面向可适应性的稳健性产品平台规划方法,在产品平台规划初期就开始考虑产品的稳健性,并使设计具有可适应性,以避免后期出现大的返工。以公理设计理论为指导,通过“Zigzagging”映射,依照功能需求分析及三种类型的划分,合理提炼特征设计参数,建立产品平台的功能要求和设计参数矩阵。将灰色系统理论应用到产品平台的稳健设计中,结合试验设计与关联度方差分析,合理识别平台参数和变型参数。然后分两阶段进行稳健优化,确定产品族基体产品和每个变型产品的设计参数的最佳设计方案。通过卷筒组产品族的规划实例,说明了该方法的可行性和实用性。     

2K-H行星齿轮传动稳健优化设计

以某2K-H行星齿轮传动为例，采用正交试验的方法确定了行星齿轮稳健的设计参数，使得新的设计方案比原方案进一步满足低成本高性能的要求。     

Robust Design Method for Adjustable Mechanisms

Most conventional robust design methods assume design solutions are fixed values. Using these methods, designers set each control factor to a fixed value to maximize the robustness of objective characteristics. However, fluctuations in the objective characteristic often exceed the allowable range in a design problem. Consequently, it is difficult to obtain sufficient robustness using conventional methods. This research defines adjustable control factors whose values can be adjusted within a given range to increase robustness and proposes a method to calculate robustness, including factors to adjust the objective characteristic and derive optimum ranges of the factors. The robustness index, which indicates the feasibility that the objective characteristic values are within the tolerance by the adjustment, is calculated by the Monte Carlo method, while the range of adjustable control factors is optimized using the Vector evaluated particle swarm optimization. Finally, an engineering example is presented to demonstrate the applicability of the proposed method.     

面向产品族架构的鲁棒双层优化模型

针对产品族架构中平台参数和个性化参数之间的主从特点以及产品族与产品族中各产品之间的全局与局部的设计关系,在不确定的产品设计环境下,建立了一种具有不确定系数的面向产品族架构的一主多从双层优化设计模型,并应用鲁棒优化方法将其转化为从者无关联的确定性非线性双层规划,设计了一种混合遗传算法进行求解,使产品族架构设计具有较强的鲁棒性。最后,通过桁架产品族架构设计阐述了模型的应用。     

双材料结构非概率可靠性拓扑优化设计

利用凸模型描述和非概率可靠性的量化定义,研究存在材料属性、几何及荷载不确定性的双材料结构拓扑优化问题。基于扩展的相对密度惩罚方法,建立优化模型为给定材料体积约束下,同时满足可靠性要求的连续型极小极大优化问题,以寻找两种不同实心材料的最优联合材料分布布局。采用序列近似规划策略,结合不确定参数直接迭代公式和移动渐近线方法来求解该极小极大优化问题。该方法可把原问题转化为一系列近似的确定性优化问题,从而极大减少了计算量。数值研究表明,存在的不确定性可能对双材料结构的最优联合布局产生较大影响,优化模型和数值算法为双材料结构拓扑设计提供了一个有效途径。