[發明專利]一種基于自適應配點的多學科模糊可靠性分析方法

在審

• 申請號: 201810632725.0
• 申請日: 2018-06-20
• 公開（公告）號: CN108959737A
• 公開（公告）日: 2018-12-07
• 發明（設計）人: 王磊;熊闖;劉冠華;王曉軍
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50;G06N5/04
• 代理公司: 北京科迪生專利代理有限責任公司 11251
• 代理人: 楊學明;賈玉忠

本發明公開了一種基于自適應配點的多學科模糊可靠性分析方法，屬于多學科可靠性分析領域。首先，建立多學科可靠性分析模型；其次，在隸屬度軸上配置點并通過截集策略得到相應的截集區間；其次，通過區間不確定性分析方法得到截集區間下的多學科響應上下界；然后，采用體積比理論計算截集下的可靠性；最后，通過各截集下的可靠性在隸屬度軸上進行自適應配點并判斷是否收斂，如果收斂，則計算多學科可靠性，否則，進行下一次循環。基于自適應配點的多學科模糊可靠性分析方法能夠得到較為精確的多學科模糊可靠性，為多學科模糊可靠性分析提供了一種新的方法。

技術領域

本發明涉及多學科模糊可靠性分析的技術領域，特別涉及基于自適應配點的多學科模糊可靠性分析方法。

背景技術

多學科設計優化設計在處理復雜工程問題上顯示了巨大的潛力，設計師可以把握學科之間的耦合效應和協同效應從而改善設計。然而，在實際工程中由于缺乏知識，隨機材料特性，設計和制造缺陷，不同加載條件等造成了各種各樣的不確定性。隨著現代技術的快速發展和對工程系統的魯棒性和安全性日益提高的要求，多學科可靠性優化設計迅速發展起來，在工程實踐中得到了廣泛的應用。

然而，工程中存在多種多樣的不確定性，為了避免由于這些不確定性因素導致多學科系統的失效，許多多學科可靠性分析方法被提出?？傮w上，三種不確定性模型被用來處理這些不確定性，即概率模型、區間模型和模糊模型。

在概率模型中，不確定變量被看做隨機變量，完善的概率理論給隨機不確定性下的可靠性分析提供了良好的數學基礎，然而概率模型需要大量的樣本信息來構造不確定變量精確的概率密度分布，然而工程中往往得不到充足的樣本。因此，發展了非概率模型。區間模型是一種常用的非概率模型，在區間模型中，只需要確定不確定變量的上下界。由于其建模方面，在工程上得到廣泛應用。

模糊模型是近年來發展的又一種非概率模型。隨著對不確定性因素的進一步認識，人們發現由于系統本身的復雜性以人們現有知識或技能的局限性所產生的一些不確定性因素中，有些只能根據已有實驗和專家經估計出這些參數在某值附近這樣模糊的信息。這類不確定性廣泛地存在于工程對象的幾何特征、材料特性、荷載及邊界條件等方面，將其按照模糊因素處理更為合適。通過截集策略，模糊模型可以轉化為一系列的區間。常見的多學科模糊可靠性分析方法基于等分法，其將隸屬度函數等分為m段。在工程實際中，m的取值通常很小，以保證計算效率，然后這樣往往會導致計算所得的結果不精確，特別是隸屬度函數為非線性時?；诖?，本發明提出一種基于自適應配點的多學科模糊可靠性分析方法，以改善傳統方法的精度。

發明內容

本發明要解決的技術問題是：克服現有方法的不足，提供一種基于自適應配點的多學科模糊可靠性分析方法。基于自適應配點的多學科模糊可靠性分析方法計算精度較高，是現有方法很好的一個補充。

本發明采用的技術方案為：基于自適應配點的多學科模糊可靠性分析方法，其實現步驟如下：

步驟一：根據所作的現實的抽象、假設情況，知識的缺乏情況，幾何尺寸和加載條件，材料特性確定輸入參數的模糊分布，利用合理表征貧信息、少數據條件下的模糊不確定性參數的集合；

步驟二：在隸屬度軸上設置截集a,b,c并得到相應的截集區間a,b的初始值分別為0和1，c為a和b的中點；

步驟三：通過區間不確定性分析方法得到截集區間下的多學科響應上下界；

步驟四：采用體積比理論計算截集a,b,c下的可靠性；

步驟五：通過各截集下的可靠性在隸屬度軸上進行自適應配點并判斷是否收斂，如果收斂，則輸出各截集下的可靠性結果，否則，在隸屬度軸上配置更多的點，進行下一次循環；

步驟六：計算多學科模糊可靠性。