用稳健设计理论 ,建立了直动式溢流阀的稳健设计数学模型 ,使溢流阀在制造和使用过程中其参数发生微小变差时 ,仍能保持良好、稳定的调压性能。

针对BTA深孔加工中孔中心线容易产生偏斜的问题,用稳健优化设计理论研究了当加工条件参数变化时被加工孔直线度误差的变化情况。将稳健设计理论用于讨论BTA深孔加工时控制因素的选择,得到了控制因素的优化设计结果。通过试验证明使用稳健设计法对控制因素的分析和预测是正确的。该研究结果可为BTA深孔加工控制因素的分析和选择提供参考。

本文提出一种基于容差分析的微机械陀螺稳健设计方法,开发了相应的稳健优化设计流程.该方法采用估算目标函数和约束的名义值与扰动值来定义系统稳健性,同时将最坏情况容差作为设计参数的扰动.在集成了器件建模和优化工具的设计环境中开发了相应的自动化设计流程,可用于微机械陀螺的结构设计.优化算法使用遗传算法.讨论了不同的稳健设计方法,结果表明本文的方法能以合适的计算成本获得高质量的结果.系统敏感性分析表明,稳健优化设计结果对误差是不敏感的.采用蒙特卡洛分析检验稳健设计的产出率,结果表明有88%的试验样本是可接受的,而对于确定性优化,仅有50%的可接受样本.微结构已经采用键合-深反应离子刻蚀工艺加工出来.

由于装载机复合储能式混合动力系统的结构较为复杂,工作性能容易受到其自身多种不稳定系统参数的影响,进而影响到装载机的燃油经济性能。采用田口法并通过Isight软件对复合储能式混合动力系统进行稳健设计,设计出使混合动力系统的工作性能对不稳定系统参数波动最不敏感的稳健设计方案;然后通过整车后向仿真模型来验证稳健设计结果,仿真结果表明整车燃油消耗量得到明显下降;最后通过dSPACE进行硬件在环试验,试验与仿真结果基本一致,验证了优化切实有效。

提出了基于证据理论同时处理随机不确定性与认知不确定性的稳健设计方法。通过对随机不确定性参数的概率密度进行证据结构化,建立了随机与认知不确定性参数的统一量化和传播框架,构建了基于证据结构响应均值与变差的稳健设计准则。实例研究表明所提方法可行有效。

与传统的传感器相比,MEMS传感器结构的微小变差将会对其性能的稳定性产生较大影响,因此将稳健设计应用到MEMS传感器的结构设计中具有十分重要的意义。文中以锆钛酸铅(PZT)纳米纤维MEMS压电式传感器为例,分析其主要结构和工作原理,对其进行压电性能分析,并建立了基于随机模型的稳健设计数学模型。开发相应的算法程序,并求得稳健设计解。对稳健设计的结果进行分析,结果表明稳健设计解在设计变量和噪声因素发生变差时具有稳健性。

蓄能式全动力制动系统充液阀的设计目标是提高系统的充液效率、减轻对车辆其他系统的影响并降低充液阀的制造成本。根据系统原理建立了可用于充液阀稳健设计及其充液特性分析的动态数学模型试验验证了仿真模型的正确性。在分析系统充液特性主要影响因素的基础上确定了充液阀的设计变量及不确定因素。对充液阀进行基于充液时间最短的稳健设计结果表明合理选择设计参数可降低加工精度提高充液效率及性能稳健性。

根据系统原理建立了可用于制动阀稳健设计及其制动压力响应特性分析的动态数学模型试验验证了仿真模型的正确性。在分析系统制动特性主要影响因素的基础上确定了制动阀的设计变量及不确定因素。对制动阀进行的基于制动压力损失最小的稳健设计结果表明合理选择设计参数可使加工精度降低、制动性能的稳健性提高。研制的制动阀经工业性应用证明系统性能满足国家标准要求。