[發明專利]一種轉向系統結構的多目標設計方法

有效

• 申請號: 201610644312.5
• 申請日: 2016-08-05
• 公開（公告）號: CN106326527B
• 公開（公告）日: 2019-06-25
• 發明（設計）人: 周冠;趙萬忠;王春燕
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙) 32249
• 代理人: 張婷婷

1.一種轉向系統結構的多目標設計方法，其特征在于：包括以下設計步驟：

1)選取轉向系統中各部分結構加強板的厚度及材料種類作為優化設計變量，應用最優拉丁方實驗方法生成m個初始樣本點，其中，m＝(n+1)(n+2)/2，n為設計變量的個數，并建立轉向系統結構的有限元模型并計算初始樣本點的響應，獲得m組初始樣本點組；

2)運用所述有限元模型計算樣本點組分別建立轉向系統結構的性能代理模型，包括克里金代理模型f(x)、徑向基函數代理模型g(x)和二階多項式響應面代理模型h(x)；

3)在當前設計區間內利用最優拉丁方實驗方法生成n個代理模型計算樣本點，應用所述性能代理模型分別計算代理模型計算樣本點，獲得代理模型計算樣本點組；在生成代理模型計算樣本點時采用階段采樣策略來選取樣本點；

4)將所述代理模型計算樣本點組按照相應對應的目標函數值進行升序排列，其中針對目標函數t將克里金代理模型f(x)獲得的樣本點組放入集合A_t，徑向基函數代理模型g(x)獲得的樣本點組放入集合B_t，二階多項式響應面代理模型h(x)獲得的樣本點組放入集合C_t；

5)根據第4)步獲得的代理模型計算樣本點在3t個不同集合A_t、B_t、C_t中出現的概率將其分為7t個子設計代理模型計算樣本點集合；

6)根據所述子設計代理模型計算樣本點集合中的樣本點數計算權值，在每個子設計代理模型計算樣本點集合里選出最突出的代理模型計算樣本點并將其作為有限元模型計算樣本點，并利用有限元模型計算新選出的所述有限元模型計算樣本點的函數值；

7)將所有的有限元模型計算樣本點融合并用于更新轉向系統結構的克里金代理模型f(x)、徑向基函數代理模型g(x)和二階多項式響應面代理模型h(x)，同時在所有的有限元模型計算樣本點中尋找當前全局最優點；

8)判斷并調整外循環迭代次數為3的整數倍，進行內循環并定義更新重點局部區域；

9)將t個不同目標函數中p個最小函數值對應的樣本點進行耦合，產生不同設計解集；

10)根據滿意度函數S進行轉向系統結構設計解集的選取，并應用有限元模型對設計解集的準確性進行驗證。

2.根據權利要求1所述的轉向系統結構的多目標設計方法，其特征在于：步驟1)中，選取轉向系統中上管柱殼體、下管柱殼體、轉向管柱上支架、轉向管柱下支架、轉向管柱安裝支架、轉向管柱安裝支架加強板的厚度及材料種類作為優化設計變量。

3.根據權利要求1所述的轉向系統結構的多目標設計方法，其特征在于：步驟3)中，在生成代理模型計算樣本點時采用階段采樣策略來選取樣本點：如果迭代小于最大迭代次數的2/3，則采用粗略采樣策略，生成n₁個樣本點；如果迭代大于最大迭代次數的2/3，則采用大量采樣策略，生成n₂個樣本點，其中n₂大于n₁。

4.根據權利要求1所述的轉向系統結構的多目標設計方法，其特征在于：所述步驟5)中，所述7t個子設計代理模型計算樣本點集合為：E_t＝A_t∩B_t∩C_t，F_t＝(A_t∩B_t)-E_t，G_t＝(B_t∩C_t)-E_t，H_t＝(A_t∩C_t)-E_t，I_t＝A_t-(E_t∪F_t∪H_t)，J_t＝B_t-(E_t∪F_t∪G_t)，K_t＝C_t-(E_t∪H_t∪G_t)。