针对现有的多学科可靠性分析方法只进行系统级优化,使系统级优化器的工作负担过重、求解效率低下的问题,提出一种基于性能策略法(Performance Measure Approach,PMA)的多学科遗传协同(Collaborative Optimization Based On Genetic Algo...针对现有的多学科可靠性分析方法只进行系统级优化,使系统级优化器的工作负担过重、求解效率低下的问题,提出一种基于性能策略法(Performance Measure Approach,PMA)的多学科遗传协同(Collaborative Optimization Based On Genetic Algorithm,GA-CO)可靠性分析方法(PMA-GA-CO)。该方法将PMA方法与多学科协同优化算法结合进行复杂系统工程可靠性分析。同时,采用遗传算法求解系统级可靠性优化问题,克服多学科协同优化算法中拉格朗日乘子不存在的缺陷。在PMA-GA-CO方法中所有的学科能够独立的进行优化,这样不仅解除了所有学科之间的耦合,提高了搜索最大可能点(Most Probable Point,MPP)的效率,而且学科级能进行优化,系统级优化器的负担可显著地降低。通过散货船概念设计多学科可靠性分析的工程例子证明了文中提出方法的效率和精度,这个优点在大规模的复杂工程系统的设计中能够更好地体现出来。展开更多
Design for modem engineering system is becoming multidisciplinary and incorporates practical uncertainties; therefore, it is necessary to synthesize reliability analysis and the multidisciplinary design optimization ...Design for modem engineering system is becoming multidisciplinary and incorporates practical uncertainties; therefore, it is necessary to synthesize reliability analysis and the multidisciplinary design optimization （MDO） techniques for the design of complex engineering system. An advanced first order second moment method-based concurrent subspace optimization approach is proposed based on the comparison and analysis of the existing multidisciplinary optimization techniques and the reliability analysis methods. It is seen through a canard configuration optimization for a three-surface transport that the proposed method is computationally efficient and practical with the least modification to the current deterministic optimization process.展开更多
为解决复杂系统多学科可靠性设计优化过程中由于存在多源不确定性和多层嵌套而导致的计算效率低的问题,将近似灵敏度技术与两级集成系统综合策略(Bi-level integrated system synthesis,BLISS)和功能测度法集成,提出一种能同时处理随机...为解决复杂系统多学科可靠性设计优化过程中由于存在多源不确定性和多层嵌套而导致的计算效率低的问题,将近似灵敏度技术与两级集成系统综合策略(Bi-level integrated system synthesis,BLISS)和功能测度法集成,提出一种能同时处理随机和区间不确定性的序列化多学科可靠性设计优化方法。基于概率论和凸模型对混合不确定性进行量化,提出一种随机和区间不确定性下的混合可靠性评价指标,并基于功能测度法建立多学科可靠性设计优化模型。采用近似灵敏度信息替代实际灵敏度值,将近似灵敏度技术同时嵌入多级多学科设计优化策略和多学科可靠性分析方法中,避免每轮循环都进行全局灵敏度信息的分析与迭代,提高了计算效率。基于序列化思想同时将四层嵌套的多学科可靠性设计优化循环和三层嵌套的多学科可靠性分析过程进行解耦,形成一个单循环顺序执行的多学科可靠性设计优化过程,避免了每轮循环对整个可靠性分析模型进行迭代分析的过程,减少灵敏度分析和多学科分析次数。以汽车侧撞工程设计为例,验证了该法具有同时处理随机和区间不确定性的能力,并且计算效率较传统方法分别提高了10.98%和23.63%,表明该法具有一定工程实用价值。展开更多
文摘针对现有的多学科可靠性分析方法只进行系统级优化,使系统级优化器的工作负担过重、求解效率低下的问题,提出一种基于性能策略法(Performance Measure Approach,PMA)的多学科遗传协同(Collaborative Optimization Based On Genetic Algorithm,GA-CO)可靠性分析方法(PMA-GA-CO)。该方法将PMA方法与多学科协同优化算法结合进行复杂系统工程可靠性分析。同时,采用遗传算法求解系统级可靠性优化问题,克服多学科协同优化算法中拉格朗日乘子不存在的缺陷。在PMA-GA-CO方法中所有的学科能够独立的进行优化,这样不仅解除了所有学科之间的耦合,提高了搜索最大可能点(Most Probable Point,MPP)的效率,而且学科级能进行优化,系统级优化器的负担可显著地降低。通过散货船概念设计多学科可靠性分析的工程例子证明了文中提出方法的效率和精度,这个优点在大规模的复杂工程系统的设计中能够更好地体现出来。
基金National Natural Science Foundation of China (10377015)
文摘Design for modem engineering system is becoming multidisciplinary and incorporates practical uncertainties; therefore, it is necessary to synthesize reliability analysis and the multidisciplinary design optimization （MDO） techniques for the design of complex engineering system. An advanced first order second moment method-based concurrent subspace optimization approach is proposed based on the comparison and analysis of the existing multidisciplinary optimization techniques and the reliability analysis methods. It is seen through a canard configuration optimization for a three-surface transport that the proposed method is computationally efficient and practical with the least modification to the current deterministic optimization process.
文摘为解决复杂系统多学科可靠性设计优化过程中由于存在多源不确定性和多层嵌套而导致的计算效率低的问题,将近似灵敏度技术与两级集成系统综合策略(Bi-level integrated system synthesis,BLISS)和功能测度法集成,提出一种能同时处理随机和区间不确定性的序列化多学科可靠性设计优化方法。基于概率论和凸模型对混合不确定性进行量化,提出一种随机和区间不确定性下的混合可靠性评价指标,并基于功能测度法建立多学科可靠性设计优化模型。采用近似灵敏度信息替代实际灵敏度值,将近似灵敏度技术同时嵌入多级多学科设计优化策略和多学科可靠性分析方法中,避免每轮循环都进行全局灵敏度信息的分析与迭代,提高了计算效率。基于序列化思想同时将四层嵌套的多学科可靠性设计优化循环和三层嵌套的多学科可靠性分析过程进行解耦,形成一个单循环顺序执行的多学科可靠性设计优化过程,避免了每轮循环对整个可靠性分析模型进行迭代分析的过程,减少灵敏度分析和多学科分析次数。以汽车侧撞工程设计为例,验证了该法具有同时处理随机和区间不确定性的能力,并且计算效率较传统方法分别提高了10.98%和23.63%,表明该法具有一定工程实用价值。
