[发明专利]一种转向系统结构的多目标设计方法

权利要求书

1.一种转向系统结构的多目标设计方法，其特征在于：包括以下设计步骤：

1)选取转向系统中各部分结构加强板的厚度及材料种类作为优化设计变量，应用最优拉丁方实验方法生成m个初始样本点，其中，m＝(n+1)(n+2)/2，n为设计变量的个数，并建立转向系统结构的有限元模型并计算初始样本点的响应，获得m组初始样本点组；

2)运用所述有限元模型计算样本点组分别建立转向系统结构的性能代理模型，包括克里金代理模型f(x)、径向基函数代理模型g(x)和二阶多项式响应面代理模型h(x)；

3)在当前设计区间内利用最优拉丁方实验方法生成n个代理模型计算样本点，应用所述性能代理模型分别计算代理模型计算样本点，获得代理模型计算样本点组；在生成代理模型计算样本点时采用阶段采样策略来选取样本点；

4)将所述代理模型计算样本点组按照相应对应的目标函数值进行升序排列，其中针对目标函数t将克里金代理模型f(x)获得的样本点组放入集合A_t，径向基函数代理模型g(x)获得的样本点组放入集合B_t，二阶多项式响应面代理模型h(x)获得的样本点组放入集合C_t；

5)根据第4)步获得的代理模型计算样本点在3t个不同集合A_t、B_t、C_t中出现的概率将其分为7t个子设计代理模型计算样本点集合；

6)根据所述子设计代理模型计算样本点集合中的样本点数计算权值，在每个子设计代理模型计算样本点集合里选出最突出的代理模型计算样本点并将其作为有限元模型计算样本点，并利用有限元模型计算新选出的所述有限元模型计算样本点的函数值；

7)将所有的有限元模型计算样本点融合并用于更新转向系统结构的克里金代理模型f(x)、径向基函数代理模型g(x)和二阶多项式响应面代理模型h(x)，同时在所有的有限元模型计算样本点中寻找当前全局最优点；

8)判断并调整外循环迭代次数为3的整数倍，进行内循环并定义更新重点局部区域；

9)将t个不同目标函数中p个最小函数值对应的样本点进行耦合，产生不同设计解集；

10)根据满意度函数S进行转向系统结构设计解集的选取，并应用有限元模型对设计解集的准确性进行验证。

2.根据权利要求1所述的转向系统结构的多目标设计方法，其特征在于：步骤1)中，选取转向系统中上管柱壳体、下管柱壳体、转向管柱上支架、转向管柱下支架、转向管柱安装支架、转向管柱安装支架加强板的厚度及材料种类作为优化设计变量。

3.根据权利要求1所述的转向系统结构的多目标设计方法，其特征在于：步骤3)中，在生成代理模型计算样本点时采用阶段采样策略来选取样本点：如果迭代小于最大迭代次数的2/3，则采用粗略采样策略，生成n₁个样本点；如果迭代大于最大迭代次数的2/3，则采用大量采样策略，生成n₂个样本点，其中n₂大于n₁。

4.根据权利要求1所述的转向系统结构的多目标设计方法，其特征在于：所述步骤5)中，所述7t个子设计代理模型计算样本点集合为：E_t＝A_t∩B_t∩C_t，F_t＝(A_t∩B_t)-E_t，G_t＝(B_t∩C_t)-E_t，H_t＝(A_t∩C_t)-E_t，I_t＝A_t-(E_t∪F_t∪H_t)，J_t＝B_t-(E_t∪F_t∪G_t)，K_t＝C_t-(E_t∪H_t∪G_t)。