稳健优化设计

汽车工程

２００９年（第３１卷）第８期

ＡｕｔｏｍｏｔｉｖｅＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ

２００９１４８

基于灵敏度分析的发动机悬置系统稳健优化设计木

张武１，一，陈剑１’２，夏海１

（ｉ．合肥工业大学噪声振动工程研究所，合肥２３０００９；

２．安徽省汽车ＮＶＨ与可靠性重点实验室，舍肥２３０００９；３．安徽农业大学信息与计算机学院，舍肥２３００３６）

［摘要］以发动机悬置系统能量解耦为目标，悬置刚度参数为设计变量，考虑目标函数和约束函数对于悬置

刚度参数的灵敏度，构造了多厅标优化数学模型。采用遗传优化算法对一款发动机悬置系统的悬置刚度参数进行了稳健优化设计，并用ＭｏｎｔｅＣａｒｌｏ方法进行了分析。结果表明，优化方法可以有效降低系统解耦度对悬置刚度参数的灵敏度，提高了悬置系统设计的实用性。

关键词：发动机悬置系统；稳健优化设计；能量解耦；灵敏度；ＭｏｎｔｅＣａｒｌｏ法

ＲｏｂｕｓｔＯｐｔｉｍａｌＤｅｓｉｇｎｏｆ

ａｎ

ＥｎｇｉｎｅＭｏｕｎｔｉｎｇＳｙｓｔｅｍ

Ｂａｓｅｄ

ｏｎ

ＳｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙＡｎａｌｙｓｉｓ

Ｚｈａｎｇ

Ｗｕｌ…．Ｃｈｅｎ

Ｊｉａｎｌ’２＆ＸｉａＨａｌｌ

１．Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ

ｏｆＳｏｕｎｄａｎｄ

Ｖｉｂｒａｔｉｏｎ

Ｒｅｓｅａｒｃｈ，ＨｅｆｅｉＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ

ｏｆ

稳健优化设计及其在摆线针轮减速机中的应用研究;机械毕业设计论文。

江苏科技大学

本 科 毕 业 设 计（论文）

学 院 机械工程学院 专 业 机械电子工程 学生姓名 班级学号 指导教师

二零一零年六月

稳健优化设计及其在摆线针轮减速机中的应用研究;机械毕业设计论文。

江苏科技大学本科毕业论文

稳健优化设计及其在摆线针轮减速机中的

应用研究

Study on Modern Robust Optimal Design and Key Technology

of its Application in cycloid speed reducer

稳健优化设计及其在摆线针轮减速机中的应用研究;机械毕业设计论文。

（理工类）：

江苏科技大学

毕业论文（设计）任务书

学 院： 张家港校区 专 业：(张家港)机械电子工程

学 号： 姓 名：

指导教师：

８８

第３２卷第２４期２０１２年８月２５日

中国电机工程学报

３５１

ｖ０１．３２Ｎｏ．２４

Ａｕｇ．２５，２０１２

ＰｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓｏｆｔｈｅＣＳＥＥ

◎２０１２Ｃｈｉｎ．Ｓｏｃ．ｆｏｒＥ１ｅｃ．Ｅｎｇ

文章编号：０２５８—８０１３（２０１２）２４—００８８—０８中图分类号：ＴＭ

文献标志码：Ａ学科分类号：４７０－４０

永磁同步电机低转矩脉动的稳健设计

郭宏，钱浩

（北京航空航天大学自动化科学与电气工程学院，北京市海淀区１００１９１）

ＲｏｂｕｓｔＤｅｓｉｇｎｆｏｒＲｅｄｕｃｉｎｇ１＇ｏｒｑｕｅＲｉｐｐｌｅｉｎＰｅｒｍａｎｅｎｔ

ＧＵＯＨｏｎｇ，ＱＩＡＮＨａｏ

（ｓｃｈｏｏｌｏｆＡｕｔｏｍａｔｉｏｎＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＥ１ｅｃｔｒｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎ岛ＢｅｉｊｉｎｇｕｎｉＶｅｒｓｉｔｙＡｅｒｏｎａｕｔｉｃｓａＪｌｄＡｓ虹Ｑｎａｕｔｉｃｓ，

Ｈａｉｄｉａｎ

Ｍａｇｎｅｔ

Ｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ

Ｍｏｔｏｒ

Ｄｉｓ仃ｉｃｔ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１００１９ｌ，ｃｈｉｎａ）

误差、材料属性偏差等噪声因子，造成了批量生产的电机间的转矩脉动特性分散，进而影响高精度永磁同步电机系统控制性能的一致性。为保证高精度场合用永磁同步电机的转矩脉动特性具有良好的稳健性，采用田口稳健设计方法，选取的

优化设计：就是在规定的设计限制条件下，运用最优化原理和方法将实际工程设计问题转化为最优化问题，然后以计算机为工具进行 寻优计算，在全部可行设计方案中，寻求满足预定设计目标的最佳设计方案。

优化设计的方法：首先必须将实际问题加以数学描述，形成一组由数学表达式组成的数学模型；然后选择一种最优化数值计算方法和计算机程序，在计算机上进行寻优运算求解，得到一组最佳的设计参数。这组设计参数就是设计的最优解。

优化设计的步骤：（1）设计课题分析（2）建立数学模型（3）选择优化设计方法（4）上机计算求优解

上述优化设计过程的四步其核心是进行如下两项工作：

一是分析设计任务，将实际问题转化为一个最优化问题，即建立优化问题的数学模型； 二是选用适用的优化方法在计算机上求解数学模型，寻求最优设计方案。

数学模型三要素：设计变量（独立）：目标函数的极小化minf(x)：约束条件：g(x)<0 等值线有以下几个特点：

(1) 不同值的等值线不相交；

(2) 除极值点外，在设计空间内，等值线不会中断； (3) 等值线充满整个设计空间；

(4) 等值线分布的疏或密，反应出函数值变化的慢或快；

(5) 一般来说，在极值点附近，等值线近似是同心椭圆族，极值点就是椭圆的中心点。 在设计空间内，目标函数值相等

优化设计

什么是优化设计?

优化设计是一种寻找确定最优设计方案的技术。所谓“最优设计”，指的是一种方案可以满足所有的设计要求，而且所需的支出（如重量，面积，体积，应力，费用等）最小。也就是说，最优设计方案就是一个最有效率的方案。

设计方案的任何方面都是可以优化的，比如说：尺寸（如厚度），形状（如过渡圆角的大小），支撑位置，制造费用，自然频率，材料特性等。实际上，所有可以参数化的ANSYS选项都可以作优化设计。（关于ANSYS参数，请参看ANSYS Modeling and Meshing Guide 第十四章。）

ANSYS程序提供了两种优化的方法，这两种方法可以处理绝大多数的优化问题。零阶方法是一个很完善的处理方法，可以很有效地处理大多数的工程问题。一阶方法基于目标函数对设计变量的敏感程度，因此更加适合于精确的优化分析。

对于这两种方法，ANSYS程序提供了一系列的分析——评估——修正的循环过程。就是对于初始设计进行分析，对分析结果就设计要求进行评估，然后修正设计。这一循环过程重复进行直到所有的设计要求都满足为止。

除了这两种优化方法，ANSYS程序还提供了一系列的优化工具以提高优化过程的效率。例如，随机优化分析的迭代次数是可以指定的。随机

海南省国际工程咨询有限公司董事长、总经理

耿玉杰

海南省国际工程咨询有限公司前身为海南省咨询投资公司，于1989年8月经海南省人民政府批准成立，作为综合性咨询机构，其成立之初归口省发改委。2004年5月划转省国资委管理。为适应工程咨询行业政策的变化和市场竞争的需要，使公司得到更好的发展，2010年8月，公司改制为民营控股、员工持股、国有参股，产权多元化的有限责任公司。改制后的9年来，我们以公司改制为契机，坚持解放思想、转变观念；坚持组织创新、优化管理；坚持依法经营、诚实守信。使公司机制更加灵活，组织架构更加合理，咨询业务稳健发展，经济效益也明显提高。

一、坚持走改制之路，是企业创新发展的正确选择

公司作为海南省综合性工程咨询机构，在划转国资委管理之后，随着管理体制的变更，行业政策的改变和市场形势的变化，面临着诸多的不利因素和制约瓶颈，影响了公司的良性稳健发展。主要是：

1、管理体制僵化，缺乏经营机制的灵活与完善

2、分配制度落后，激励机制不健全

3、工程咨询行业政策和执业规范发生变化

4、政府简政放权，项目来源由政府主管部门委托变为市场竞争

5、公平竞争机制尚未形成，管理模式与经营方式难以适应等

随着政府职能的转变，国家对深化改革的要求不断加大和工程咨询市场化进

摘要：会计稳健性作为一项重要的会计信息质量要求，具有深厚的历史背景，对许多国家的会计实务产生了深刻的影响。在前人研究的基础上首先对会计稳健性的定义进行了梳理，分析了条件稳健性和非条件稳健性，接着阐述了会计稳健性的经济后果，最后提出了未来会计稳健性可能的研究方向。

关键词：条件稳健性；非条件稳健性；经济后果 中图分类号：f23 文献标识码：a

文章编号：1672-3198（2012）04-0145-02

1会计稳健性定义

会计稳健性，又称为谨慎性原则，是会计基本原则之一。它对会计的影响意义重大并且历史悠久。早在1997年，basu就认为，稳健性影响会计实务至少有500年的历史，并在其实证研究中将会计稳健性表述为“会计师确认利得等好消息时所要求的可验证程度要比确认损失等坏消息更高”。

稳健性目前没有一个统一权威的的概念表述。美国财务会计准则委员会将会计稳健性定义为“为了努力确保经营环境的不确定性以及内在风险能被充分地考虑，而采取的谨慎反应。”国际会计准则中的定义是“为了不高估资产或者收益，也不低估负债或者费用，需要在不确定性因素的情况下加入必要的谨慎行为。”而我国自从20世纪90年代以来，大体

摘要：会计稳健性作为一项重要的会计信息质量要求，具有深厚的历史背景，对许多国家的会计实务产生了深刻的影响。在前人研究的基础上首先对会计稳健性的定义进行了梳理，分析了条件稳健性和非条件稳健性，接着阐述了会计稳健性的经济后果，最后提出了未来会计稳健性可能的研究方向。

关键词：条件稳健性；非条件稳健性；经济后果 中图分类号：f23 文献标识码：a

文章编号：1672-3198（2012）04-0145-02

1会计稳健性定义

会计稳健性，又称为谨慎性原则，是会计基本原则之一。它对会计的影响意义重大并且历史悠久。早在1997年，basu就认为，稳健性影响会计实务至少有500年的历史，并在其实证研究中将会计稳健性表述为“会计师确认利得等好消息时所要求的可验证程度要比确认损失等坏消息更高”。

稳健性目前没有一个统一权威的的概念表述。美国财务会计准则委员会将会计稳健性定义为“为了努力确保经营环境的不确定性以及内在风险能被充分地考虑，而采取的谨慎反应。”国际会计准则中的定义是“为了不高估资产或者收益，也不低估负债或者费用，需要在不确定性因素的情况下加入必要的谨慎行为。”而我国自从20世纪90年代以来，大体

《单级齿轮减速器的优化设计》说明书

摘 要

单级圆柱齿轮减速器是原动机和工作机之间的减速传动装置，它广泛应用于日常生活和生产中，但传统设计中仍存在着体积过大、效率过低的问题，因此有必要对齿轮减速器进行优化设计。针对一级齿轮减速器，选取合理的设计变量，以减速器体积最小为目标建立优化设计的数学模型，用MATLBAB并且根据齿宽系数、模数、齿轮的应力和轴的弯曲强度等约束条件来确定约束函数。对机械校核得出优化出的参数是满足约束条件，实现了齿轮减速器体积最小的优化目标。

关键词：单级圆柱齿轮减速器；MATLAB优化工具箱；优化设计

I

《单级齿轮减速器的优化设计》说明书

目 录

摘 要 ..................................... 错误！未定义书签。 1设计任务 .................................... 错误！未定义书签。 2优化设计的数学模型 ........................................... 2

2.1建立数学模型 ...........................................................

第1章 绪论

1.1 最优化问题的提出

“优化”既是一个专业术语，也是一个通俗的词语，这一方面说明优化问题的广泛性；另一方面也说明解决优化问题具有一定的难度，需要有专门的理论和技巧。优化问题来源于求某一设计（广义的设计）的最优结果，用数学观点来说就是求用某一指标或某几个指标描述的设计的最大值或最小值。设计的决策包含优化的过程，其中有通过以往经验判断得出的决策，有通过枚举或多方案比较得出的决策，而经济的做法则是通过对设计建立数学模型，通过解析或数值计算寻找到决策的依据，用以指导设计的实施。例如，某设计的模型可用一元函数f（x）来表示，对其进行最优化设计就是求该一元函数的最大值和最小值。如果一元函数是单调函数，则函数的最大值或最小值会在变量x的边界上取得；如果一元函数是二次多项式，则函数的极值在函数曲线的顶点上取得；如果一元函数是高次多项式，函数曲线有多个极值点，则求函数的最大值或最小值问题就变得复杂起来。对多元函数的极值问题更是如此，需要用到局部或全局优化算法来求解。

线性规划问题是目标函数和限制条件都是线性函数的问题，在生产和生活中很多问题都可抽象为线性规划问题。下面以线性规划举例说明优化设计问题的提出、建模及求解的全过程。 例1

有一名学生