隨著科學技術的發(fā)展，機械裝設備也日益向高速、高效、精密、輕量化和自動化方向發(fā)展。機械系統(tǒng)的結構日趨復雜，為了能安全可靠地工作，必須具有良好的靜、動態(tài)性能。同時，機械工作時的振動與噪聲會損害操作者的身心健康，污染環(huán)境，亦是一個需要致力解決的社會問題�；趥鹘y(tǒng)靜態(tài)方法設計出來的產(chǎn)品難以達到這樣的要求，在復雜多變甚至惡劣的環(huán)境下工作的大型機械系統(tǒng)更是如此。因而，必須對機械裝備進行靜態(tài)、動態(tài)設計，以滿足機械結構靜、動態(tài)特性與低振動、低噪聲的要求。然而，國內(nèi)、國外系統(tǒng)地研究復雜結構靜態(tài)、動態(tài)組合優(yōu)化的工作并不多見。因而，有必要系統(tǒng)、全面地研究靜態(tài)、動態(tài)性能如何合理耦合匹配，靜態(tài)、動態(tài)組合優(yōu)化如何合理運用現(xiàn)代并行設計思想提高優(yōu)化效率，靜、動態(tài)優(yōu)化的設計約束如何合理處理等等一系列問題。 本文在廣泛了解和學習靜動態(tài)協(xié)同優(yōu)化技術和相關學科的基礎上，深入研究了靜動態(tài)協(xié)同優(yōu)化的基本問題，針對其專業(yè)特點，提出并初步實現(xiàn)了基于多AGENT技術的靜動態(tài)協(xié)同優(yōu)化系統(tǒng)。主要工作內(nèi)容如下： 在結構靜動態(tài)協(xié)同優(yōu)化的建模理論和方法方面： 首先，提出了面向復雜機械系統(tǒng)廣義優(yōu)化的有限元模型建模策略。其中的結構瞬態(tài)響應有限元分析模型分為兩個層次的模型，其網(wǎng)格數(shù)據(jù)分別來自于靜態(tài)和模態(tài)分析有限元模型，在載荷數(shù)據(jù)上具備內(nèi)在繼承連續(xù)性。從而構成了各模型間的相互關系。依此策略建立的兩級有限元模型能支持靜態(tài)、模態(tài)和動力響應分析同時并行、協(xié)作進行，對于提高優(yōu)化系統(tǒng)的效率有較大的意義。 其次，提出了一種新的基于譜約束下矩陣最佳逼近理論的有限元分析模型修正的方法。該方法以實驗獲得的不完備模態(tài)的譜點為約束，運用Bayes估計原理來處理試驗結果誤差帶來的實驗模態(tài)可信度問題，求取分析模型的最佳逼近結果，然后獲得質(zhì)量陣的最小修正模型，繼而獲得結構的修正模型。兩個實例的應用說明了該方法的優(yōu)點。 第三，提出了應用智能遺傳算法識別模態(tài)參數(shù)的方法，將實際工程結構參數(shù)映射 摘 要 至由結構剛度陣和質(zhì)量陣張成的特征空間，使其滿足某些最優(yōu)條件以進行模態(tài)識別。 莊勿廚折殆理裕、萬法及真莊芳菏靜動態(tài)廠義覺殆中籽應原友術友瓦 首先，提出了基于多AGENT技術的靜動態(tài)協(xié)同優(yōu)化思想，從靜動態(tài)協(xié)同優(yōu)化對系 統(tǒng)要求的角度，洋細分析討論了結構協(xié)同優(yōu)化的三種模式、動態(tài)優(yōu)化的多層次結構。 以及面向結構優(yōu)化的有限元分析的復雜性。根據(jù)對AGENT系統(tǒng)的分析及協(xié)同優(yōu)化系統(tǒng) 的要求，確定面向靜動態(tài)協(xié)同優(yōu)化的多AGENT系統(tǒng)的基本架構。 其次，分析了機械系統(tǒng)靜動態(tài)協(xié)同優(yōu)化這一專業(yè)領域中所包含的概念內(nèi)容。深入 研究了靜動態(tài)協(xié)同優(yōu)化的本體論構成，構造了靜動態(tài)協(xié)同優(yōu)化領域?qū)ο髽浼捌浔倔w 論表達，為多AGENT間順暢通信和協(xié)作奠定了基礎。 第三，系統(tǒng)研究了靜動態(tài)協(xié)同優(yōu)化多AGENT系統(tǒng)的協(xié)同技術。提出了基于遞歸轉(zhuǎn) 移網(wǎng)絡的多任務協(xié)同求解方法，結合實例研討了資源分配沖突和異常處理等基本問 題。系統(tǒng)分析了有限元分析AGENT群體中的協(xié)同需求，并提出有限元分析AGENT間 的協(xié)作方案，和任務的分解與分配策略。 將基于多AGENT的靜動態(tài)協(xié)同優(yōu)化系統(tǒng)試用于液壓挖掘機工作裝置的憂化設計， 得出部分有益的結果。
【學位單位】：浙江大學
【學位級別】：博士
【學位年份】：2001
【中圖分類】：TH122
【文章目錄】：
中文摘要
英文摘要
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 模型修正方法發(fā)展現(xiàn)狀
    1.3 協(xié)同優(yōu)化發(fā)展現(xiàn)狀
        1.3.1 結構優(yōu)化發(fā)展歷史
        1.3.2 結構協(xié)同優(yōu)化發(fā)展現(xiàn)狀
        1.3.3 存在的問題
    1.4 AGENT與多AGENT系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀
        1.4.1 AGENT弱概念
        1.4.2 AGENT和多AGENT的研究進展
    1.5 本文研究內(nèi)容
        1.5.1 主要研究內(nèi)容
        1.5.2 研究方法和途徑
    第一章參考文獻
第二章 面向廣義優(yōu)化的有限元分析建模策略
    2.1 問題的提出
    2.2 基本建模思路
        2.2.1 不同粒度的有限元分析模型
        2.2.2 面向優(yōu)化的有限元分析建模策略
    2.3 有限元靜態(tài)分析模型
    2.4 液壓挖掘機工作裝置有限元模態(tài)分析模型
        2.4.1 金屬構件的模態(tài)分析簡化模型
            2.4.1.1 動臂、斗桿的簡化模型
            2.4.1.2 搖桿、擺桿的簡化模型
            2.4.1.3 鏟斗的有限元模態(tài)分析模型
        2.4.2 液壓油缸構件的有限元模型
            2.4.2.1 活塞桿及缸套的有限元模型
            2.4.2.2 液壓油壓力的處理：
        2.4.3 整機集成后的模型
    2.5 有限元瞬態(tài)響應分析模型
    2.6 整機試驗模態(tài)分析
    2.7 小結
    第二章參考文獻
第三章 復雜機械系統(tǒng)模型修正方法
    3.1 問題的提出
    3.2 模型修正方法Ⅰ：基于譜約束下矩陣逼近的模型修正方法
        3.2.1 譜約束下的矩陣最佳逼近問題
        3.2.2 模型修正的實現(xiàn)
            3.2.2.1 動力學模型
            3.2.2.2 實驗模態(tài)擴階
            3.2.2.3 模型修正方法
            3.2.2.4 實驗誤差的考慮
        3.2.3 算例
            3.2.3.1 懸臂梁算例
            3.2.3.2 液壓挖掘機算例
    3.3 模型修正方法Ⅱ：應用智能遺傳算法識別工裝局部模態(tài)參數(shù)
        3.3.1 智能遺傳算法
            3.3.1.1 遺傳算法概述
            3.3.1.2 簡單遺傳算法的基本原理
            3.3.1.3 智能GAs的原理和特點
            3.3.1.4 智能GAs的實現(xiàn)原理
        3.3.2 參數(shù)識別過程
            3.3.2.1 動態(tài)模型簡化
            3.3.2.2 局部結構參數(shù)識別
            3.3.2.3 模態(tài)參數(shù)識別方法的優(yōu)化模型
        3.3.3 計算結果
    3.4 小結
    第三章參考文獻
第四章 多AGENT協(xié)同優(yōu)化系統(tǒng)的基本理論及構架
    4.1 AGENT的基本概念
        4.1.1 AGENT的定義
        4.1.2 AGENT的邏輯結構
            4.1.2.1 AGENT虛擬層
            4.1.2.2 AGENT邏輯層
        4.1.3 多AGENT系統(tǒng)結構分析
            4.1.3.1 設計原則
            4.1.3.2 系統(tǒng)組織結構
    4.2 關于靜動態(tài)協(xié)同優(yōu)化要求的分析
        4.2.1 結構靜動態(tài)協(xié)同優(yōu)化的三種模式
        4.2.2 結構靜動態(tài)協(xié)同優(yōu)化的模式二
        4.2.3 多層次多目標的協(xié)同優(yōu)化模型
        4.2.4 面向廣義優(yōu)化的結構有限元分析的復雜性
    4.3 面向廣義優(yōu)化的多AGENT靜動態(tài)協(xié)同優(yōu)化系統(tǒng)結構
        4.3.1 優(yōu)化AGENT群體
        4.3.2 有限元AGENT群體
            4.3.2.1 MasterAGENT結構體系
            4.3.2.2 面向?qū)I(yè)的SubAGENT結構體系
    4.4 小結
    第四章參考文獻
第五章 多AGENT協(xié)同優(yōu)化系統(tǒng)的關鍵技術
    5.1 靜動態(tài)協(xié)同優(yōu)化的本體論研究
        5.1.1 知識表示的本體論
        5.1.2 基于共享本體論的多AGENT間通信
        5.1.3 靜動態(tài)協(xié)同優(yōu)化的本體論研究
    5.2 靜動態(tài)協(xié)同優(yōu)化多AGENT系統(tǒng)的協(xié)同
        5.2.1 合同網(wǎng)協(xié)議
        5.2.2 基于遞歸轉(zhuǎn)移網(wǎng)絡的多任務協(xié)同求解
            5.2.2.1 問題求解行為的描述
            5.2.2.2 基本的問題求解方式
        5.2.3 規(guī)劃器和調(diào)度器
            5.2.3.1 應用原操作進行多AGENT規(guī)劃
            5.2.3.2 應用求和操作進行多AGENT規(guī)劃
            5.2.3.3 管理資源分配沖突
            5.2.3.4 運行監(jiān)視和異常處理
    5.3 有限元分析AGENT群體的協(xié)同工作機制
        5.3.1 有限元分析AGENT間的協(xié)作
        5.3.2 任務的分解與分配
    5.4 小結
    第五章參考文獻
第六章 基于多AGENT的靜動態(tài)協(xié)同優(yōu)化系統(tǒng)的實現(xiàn)及實例研究
    6.1 基于多AGENT的協(xié)同優(yōu)化系統(tǒng)（ABCOS）的實現(xiàn)
        6.1.1 ABCOS的目標和功能
        6.1.2 系統(tǒng)框架的實現(xiàn)
        6.1.3 ABCO系統(tǒng)中各AGENT間的通信
        6.1.4 協(xié)同優(yōu)化系統(tǒng)中協(xié)調(diào)引擎的運作
        6.1.5 ABCO系統(tǒng)中有限元分析自動過程的實現(xiàn)
    6.2 挖掘機工作裝置靜動態(tài)協(xié)同優(yōu)化實例
        6.2.1 挖掘機工作裝置設計中的有限元分析模型
        6.2.2 部分優(yōu)化結果
    6.3 小結
    第六章參考文獻
第七章 總結與展望
    7.1 全文內(nèi)容總結
    7.2 研究展望
博士研究生期間發(fā)表的論文
致謝

【引證文獻】

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本文編號：2853280