灵敏度分析方法及其在机械优化设计中的应用

摘要

近年来，灵敏度分析方法得到了广泛的推崇，特别是在实际工程应用中，越来越受到重视，成为一个新的研究热点。本文就以灵敏度分析方法作为研究对象，在总结了以往研究成果的基础上，对灵敏度分析的应用研究做了三个方面的探讨，丰富了灵敏度应用理论的研究。
　　 首先，运用灵敏度分析的方法改进和完善了机械优化设计中的数学模型，采用灵敏度的分析方法，计算原有数学模型的各个设计变量对目标函数的灵敏度值，并将他们的灵敏度值按照大小进行排列，选出对目标函数影响程度较大的设计变量作为本文优化数学模的最终设计变量，并建立新的数学模型。常规游梁式抽油机的优化设计实例表明：灵敏度分析方法在改进和完善优化数学模型方面有着相当大的实用性。
　　 其次，本文将灵敏度分析方法引入到遗传算法当中去，将“导数信息”植入遗传算法中，构造了灵敏度算子，在保证了算法的全局搜索能力的同时，加强了算法的局部搜索能力。函数的仿真试验以及实例优化表明该改进算法具有一定实际应用价值。
　　 最后，把灵敏度分析方法应用于稳健优化设计当中，采用灵敏度分析产生附加目标函数的方法，将对优化结果的稳定性、可靠性要求直接转化为对目标函数求解，这样就能就能保证求得的优化解性能稳定、可靠。弹簧的实例优化结果表明，本文所提出的方法可靠有效。