文档介绍：农机使用与维修
2010年第 3期
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小议机械系统的可靠性模糊优化设计
大庆高新物业管理有限公司
范作江
摘
要
系统可靠性模糊优化设计既考虑了模随机性因素对系统的影响, 又考虑了糊性因素对系统的影响, 其优
化的结果往往比普通优化设计、可靠性设计、模糊优化设计的结果要好。
关键词
可靠性
模糊优化
系统优化
最优解

系统可靠性的优化设计是指在满足费用、体积、等等. 这些说法实际上反映了目标函数的模糊性。
重量、尺寸性能等条件的约束下, 使系统可靠性达到面且, 由于目标函数是设计变量的函数, 当考虑设计
最高, 或是在满足一定可靠性指标要求的条件下使变量的模糊性时, 目标函数也必然是模糊的。
投资最少, 以取得最大经济效益的设计方法。在实模糊优化的约束条件, 仍是限制设计变量取值
际工程设计问题中, 一般都要求兼顾多个目标, 即要的条件。这些约束条件大体上有三个方面: 一是几
求多个目标同时达到最优。针对实际情况, 应用模何约束; 二是性能约束; 三是人文因素约束。其中,
糊理论进行研究。人文因素和性能约束条件中, 包含有大量的模糊因
在机械设计领域中存在着许多不确定性现象, 素。模糊优化设计和一般优化设计一样, 仍然是寻
它的主要表现之一就是模糊性。所谓模糊就是边界求一组设计变量(即一个设计方案), 使目标函数取
不清楚, 如设计工作中遇到的许应用力, 就是模糊概最优值, 并满足全部约束条件。和一般优化模型不
念。众所周知, 当许应用力[
] = 980MPa时, 对于同的是包含有一个或若于个模糊因素。
应力[
] 980. 098MPa便为强度不足, 但实际上两者如果
~ 号表示具有模糊性质的量或运算, 则
并无差别。也就是说事物从可用到完全不可用之间模糊优化设计的数学模型可表述为求设计变量:
存在一个过渡阶段, 这个阶段就是模糊区。在优化 x = [ x,l x2, !, xn] T R n ( 1)
设计时考虑影响设计的各种因素的模糊性, 就是模使得 m inF i( x) ( i= 1, 2, !, l) s∀ t∀ hv( x) = 0
糊优化设计, 进行模糊优化设计, 不仅优化效果大大( v= 1, 2, !, p< n);
提高, 而且, 由于考虑了很多不确定因素的主观信 S∀ t∀ gu( x ) # 0
息, 使优化结果更具实际意义。 gu( x) ∃ Gu
( u= 1, 2, !, m )
一、多目标模糊优化设计的理论基础其中, Fi( x )为第 i个模糊目标函数, hv ( x)、gu
和普通优化相似, 模糊优化的数学模型也是从( x)为模糊约束函数,
S∀ t 表示受到约束, Gu为 gu
设计变量、目标函数、约束条件三个方面给出的。( x)的模糊允许区间。
模糊优化的设计变量, 仍是决定设计方案的、可模型( 1)称为不对称型。所谓不对称是指目标
由设计人员调整的、独立变化的参数。这些参数在函数和约束条件的地位不对称, 是在接受约束限制
过去常被视为是确定性的, 但严格说来, 大多具有不的前提下, A- . ~ 求最优的目标。另一种则为对称
同程度的模糊性。模型, 它把约束和目标的地位等同起来。在论域%
模糊优化的