一种兼顾鲁棒性和可靠性的电工装备优化设计方法技术

本发明专利技术涉及在不确定因素的影响下电工装备的优化设计技术领域，具体涉及一种兼顾鲁棒性和可靠性的电工装备优化设计方法。该方法充分考虑了电工装备优化设计中的不确定因素。其中，鲁棒性通过在原有的目标函数的基础上建立一个新的目标函数来保证：第一个子函数为目标函数与其确定性优化问题获得的目标函数值之比；第二个子函数为目标函数的标准差函数与其确定性优化下最优解对应的目标函数标准差值的比。系统可靠性指标通过优化问题的约束条件在一定概率下满足来反映。将鲁棒性指标和可靠性指标结合在一起并选择合适的可靠性分析方法及优化算法进行求解。这种方法搜索到的最优解，能够兼顾可靠性与鲁棒性的提高，充分提高了电工产品的抗扰动能力。

【技术实现步骤摘要】
一种兼顾鲁棒性和可靠性的电工装备优化设计方法
本专利技术涉及在不确定因素的影响下电工装备的优化设计
，具体涉及电工装备材料参数、几何尺寸不确定因素的兼顾鲁棒性和可靠性的电工装备优化设计方法(Reliability-BasedRobustDesignOptimization,RBRDO)的研究。
技术介绍
随着科技的发展，对工程产品的设计标准越来越高。比如要求产品性能更好、成本更低、可靠性和鲁棒性更高。为了平衡这些相互矛盾的性能指标，设计者会进行相关的优化设计，并且优化设计过程需要考虑不确定因素。不确定性一般可分为随机不确定性和认知不确定性。前者是先天存在的随机性，后者指的是由于缺乏数据或者相关知识而导致的不确定性。这些不确定性都是不可忽视的，否则产品性能将达不到预计的标准。确定性的优化设计通常忽略不确定因素的影响，计算出的结果具有一定的局限性，因此研究考虑不确定因素影响下的优化设计方法具有重要意义。在产品在设计制造过程中，一些物理量如材料参数、几何尺寸等的实际值与名义值往往会产生偏差，工程中不确定因素的存在给电气设备的可靠本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种兼顾鲁棒性和可靠性的电工装备优化设计方法，其特征在于，包括以下步骤：/n步骤一、求解确定性优化设计问题；对于公式(1)所描述的n个设计变量组成的向量x＝[x

【技术特征摘要】
1.一种兼顾鲁棒性和可靠性的电工装备优化设计方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一、求解确定性优化设计问题；对于公式(1)所描述的n个设计变量组成的向量x＝[x1,x2,...,xn]T，在确定的设计空间[xL,xU]内，搜索满足约束条件gi(x)≤0时使得目标函数f(x)最小的最优解x*：



其中x为n维设计变量向量；f(x)为优化设计模型的目标函数，g(x)≤0为约束条件，m为约束函数的个数，xL为设计变量向量x的下限，xU为设计变量向量x的上限；
随后处理不确定因素的影响，计算目标函数的标准差：假设x中的每个变量都含有不确定因素，设第k个设计变量标准差为σx,k，σ2x,k为其方差；将公式(1)的最优解x*带入公式(2)，得目标函数f(x)的标准差，记为σ*f：



步骤二、分别求出可靠性优化下目标函数的均值比μf/μ*f的最优解和目标函数的标准差比σf/σ*f的最优解；其中μf＝f(μx)，为设计变量取名义值μx时对应的目标函数值，σf为设计变量向量x对应的目标函数的标准差；μ*f表示确定性优化下得到的最优解对应的目标函数值；Rt,i表示第i个约束函数对应的目标可靠度：









其中，P()表示根据设计变量不确定因素的概率分布计算出的可靠度，均值函数比f1(x)＝μf/μ*f由可靠性优化公式(4)得出的最优解记为x1*，标准差函数比...

【专利技术属性】
技术研发人员：任自艳，张殿海，孙远，陈德志，张艳丽，
申请(专利权)人：沈阳工业大学，
类型：发明
国别省市：辽宁;21