文档介绍：[标签:标题]实验设计方法是用来研究设计参数对模型设计状况影响的一种取样策略。实验设计是构建近似模型过程中的重要环节,决定了构造近似模型所需样本点的个数和这些点的空间分布情况。Ds)进行实验设计,该方法最早由Box和Wilson于1951年提出。由于这种设计方法具有序贯性、预测效率较高等特点,在实际设计中已得到广泛应用。采用中心复合设计法能够在提供较少的实验次数下,充分考虑实验设计变量之间的相互影响关系。近似模型通过数理统计和实验设计的方法,在设计变量和响应之间建立一种函数关系,用来近似复杂的实际问题。常用的近似模型有多项式响应曲面、径向基函数模型、Kriging模型等。响应面法是用于处理多变量问题建模和分析的一套统计处理方法,能够在不确定数据集趋向于何种曲线时,对整个数据集进行整体的拟合,能够很好地解决在多个设计变量同时作用下目标的优化问题。因此文中选择建立响应面近似模型进行优化求解。,首先根据实际问题确定设计变量及其变化空间,利用中心复合设计法进行实验设计,根据实验设计结果进行样本点采集;然后对各组样本集合进行有限元分析,得到结构的响应。通过拟合设计变量和系统响应之间的函数关系建立二阶响应曲面,在响应面上进行寻优求解。通过自由随机法,根据建立的多目标优化问题的数学模型,在整个二阶响应曲面上初步寻找最优解,再以自由随机法寻找的最优解为新的样本空间,利用遗传算法反复迭代求解,进行进一步的寻优,验证最优解的真值。如果满足精度要求,优化求解过程结束,如果不满足则修正响应曲面进一步迭代求解。响应曲面的精度直接影响结果的优劣,文中要求拟合的近似模型的误差值在1%以内。。对于多目标优化的处理方法,主要有评价函数法、分层求解法、目标规划法。评价函数法借助构造某种适当的评价函数,将多目标问题转化为单目标问题来求解。折衷法是评价函数的一种处理方法,它的基本思想是设计者选取多目标中的一个作为目标函数进行优化,而把其他目标函数视作可以变通的约束,设置一个不希望超过或小于的值,把多目标问题转化为单目标问题进行优化。文中采用折衷法对床(中国机床进出口形势)身结构进行优化设计,优化模型为:maxk(1)-[f][f]εXliXiXui(i=1,2,,n)式中:ε―――在优化过程中允许床身基频的改变量;k―――机床刚度;[f]―――原床身结构的基频;f―――优化后床身结构的基频;Xi―――设计变量;Xui,Xli―――设计变量的上下限。式(1)表明寻求设计变量Xi(i=1,2,,n)的最优值,使结构在基频接近原结构的约束条件下,结构刚度最大。、随机、自适应搜索算法。它使用了群体搜索技术,将种群代表一组问题解,通过对当前种群施加选择、交叉和变异等一系列遗传操作,产生新一代的种群,并逐步使种群进化到包含近似最优解的状态。利用遗传算法求解优化模型能够解决任意维数函数的组合优化问题,能够找到响应面中的全局最优解,同时遗传算法能够很好地解决离散变量的问题。遗传算法求解流程图如2所示。。床身长2900mm、宽1170mm、高70