一种设计目标与设计变量均为区间的优化设计方法技术

本发明专利技术公开了一种设计目标与设计变量均为区间的优化设计方法，包括以下步骤：S1、初选设计变量区间；S2、调整设计变量可行域；S3、进行试验设计；判断待分析的问题是否为有准确理论数学模型的问题，若是则直接执行步骤S5；否则根据设计变量属性、设计变量数量、研究目的和仿真/试验的难易程度选择试验设计方法；S4、通过近似模型构建函数映射关系；S5、设定置信等级或冲突等级；S6、计算设计变量在给定置信等级下的最优区间。本发明专利技术的优化设计方法计算量小、速度快、精度高，能够通过寻优策略准确求解带有约束条件的线性、非线性函数区间映射问题，实现设计变量的区间求解，对进行多变量系统的误差控制和提升系统的鲁棒性具有重要的实用价值。

【技术实现步骤摘要】
一种设计目标与设计变量均为区间的优化设计方法
本专利技术属于优化设计
，特别涉及一种设计目标与设计变量均为区间的优化设计方法。
技术介绍
近年来，随着工业过程系统的规模日趋庞大以及能源需求供应的来源日趋紧张，生产者对于产品设计和制造的良品率以及成本控制日趋严格，从而在产品成型之前就投入大量经费对其进行正向设计。同时，为了减少产品制造成本和后期服务费用，生产者不再单单满足于单一设计目标匹配单一设计变量组合的方法体系，因为最优值的获取通常需要更严格的参数匹配，这不利于产品的成本控制，因此希望在不增加成本的条件下，能够有尽量多的设计变量组合同时满足制定的设计目标要求。然而，目前已有的优化设计方法，例如线性规划、遗传算法、粒子群算法等，均为在单一最优设计目标要求下对单一最优设计变量(组合)进行求解，不能实现在区间设计目标要求下对区间设计变量进行求解。因此，找到一种能够以区间范围进行求解的优化设计算法具有重要的理论价值与现实意义。具体而言，由于设计目标可能取值范围的扩张有利于降低设计和制造难度，并能够更大程度地包容设计、制造以及使用过程中相关不确定性因素的影响。因此就单个目标而言，总是希本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种设计目标与设计变量均为区间的优化设计方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、初选设计变量区间；S2、调整设计变量可行域；S3、进行试验设计；判断待分析的问题是否为有准确理论数学模型的问题，若是则直接执行步骤S5；否则根据设计变量属性、设计变量数量、研究目的和仿真/试验的难易程度选择试验设计方法；S4、通过近似模型构建函数映射关系；S5、设定置信等级或冲突等级，S6、计算设计变量在给定置信等级下的最优区间。

【技术特征摘要】
1.一种设计目标与设计变量均为区间的优化设计方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、初选设计变量区间；S2、调整设计变量可行域；S3、进行试验设计；判断待分析的问题是否为有准确理论数学模型的问题，若是则直接执行步骤S5；否则根据设计变量属性、设计变量数量、研究目的和仿真/试验的难易程度选择试验设计方法；S4、通过近似模型构建函数映射关系；S5、设定置信等级或冲突等级，S6、计算设计变量在给定置信等级下的最优区间。2.根据权利要求1所述的设计目标与设计变量均为区间的优化设计方法，其特征在于，所述步骤S2具体包括以下子步骤：S21、对初选设计变量区间进行离散化分，并初始化i＝1；S22、计算单个设计变量xi的离散点与其余设计变量在所有离散点处组合的目标函数值；S23、判断是否有符合设计要求的目标函数值，若是则认为该设计变量在该离散点处可行，将该离散点加入该设计变量的可行域；否则认为该设计变量在该离散点处不可行，不操作；S24、判断设计变量xi的所有离散点可信性判断是否完成，若是则i＝i+1，执行步骤S26，；否则执行步骤S25；S25、取设计变量xi下一个离散点，返回步骤S22；S26、判断i是否大于imax，若是则根据步骤S24的操作获得设计变量可行域；否则返回步骤S22，其中，imax表示设计变量的个数。3.根据权利要求1所述的设计目标与设计变量均为区间的优化设计方法，其特征在于，所述步骤S3采用的试验设计方法包括正交设计、均匀设计、拉丁超立方设计或配方设计。4.根据权利要求1所述的设计目标与设计变量均为区间的优化设计方法，其特征在于，所述步骤S4具体实现方法为：选择BP神经网络、广义回归神经网络、极限学习机、支持向量机或者深度信念网络模型进行映射；并采用遗传算法、粒子群算法或模拟退火算法进行模型参数优化；采用平均绝对误差MAPE、最大绝对误差MAE、均方根误差RMSE、决定系数R2和方差VAR几个参数还来对模型的拟合精度进行评价，参数计算方法为：

【专利技术属性】
技术研发人员：丁渭平，黄海波，杨明亮，朱洪林，吴昱东，张闻见，
申请(专利权)人：西南交通大学，
类型：发明
国别省市：四川,51