课题基金 / 基金详情

基于深度迁移学习的多可信度复杂产品设计优化方法研究

批准号:
52105244
项目类别:
青年科学基金项目(C类)
资助金额:
30.0 万元
负责人:
易进
依托单位:
学科分类:
机械设计学
结题年份:
2024
批准年份:
2021
项目状态:
已结题
项目参与者:
易进

项目摘要

结项摘要

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中文摘要
在现代复杂产品设计中,基于物理行为模型和科学计算的仿真计算已逐渐发展成不可或缺的手段,它可大幅降低实验成本,缩短产品开发周期。但是随着计算机技术的高速发展,仿真精度虽然得到极大提升,但随之而来的是计算成本呈指数级增长,极大限制了数值仿真技术在设计优化中的应用。在此背景下,基于近似模型的设计优化方法应运而生。它通过对计算昂贵的仿真分析模型或物理实验进行近似替代,有效降低了设计成本。其中,融合高/低可信度模型的多可信度近似建模技术,能有效平衡近似模型预测性能和建模成本之间的矛盾,更是表现出了巨大潜力。本课题拟对基于多可信度近似模型的复杂产品设计优化理论展开研究,提出一种基于深度迁移学习的多可信度近似建模方法及考虑多因素平衡的全局优化策略,以提升近似模型的预测精度,改善复杂产品设计质量,同时大幅度降低计算成本,为我国高端电子制造、精密测量、智能无人系统的关键部件研发提供新的理论与方法。
英文摘要
In modern complex product design, simulation technology based on physical behavior models and scientific calculations has gradually developed into an indispensable means. It can greatly reduce the high cost of experiments and shorten the product development cycle. However, with the rapid development of computer technology, although simulation accuracy has been greatly improved, the cost of simulation analysis has also increased exponentially, which greatly limits the application of numerical simulation technology in design optimization. In this context, design optimization methods based on surrogate models have emerged. It effectively reduces the design cost by using the surrogate to replace computationally time-consuming simulation analysis or physical experiment. Among them, the multi-fidelity modeling technology which fused the information both from high and low-fidelity models, shows great potential in effectively balancing the prediction performance of the surrogate model and the modeling cost. In this project we plan to conduct a research on multi-fidelity design optimization for complex products, and propose a multi-fidelity modeling method based on deep transfer learning, and a multi-criteria balanced global optimization strategy to improve the prediction accuracy of the surrogate model, improve the design quality, while greatly reduce the computational costs. It provides new theoretical and methodological support for the development of key components of our country's high-end electronic manufacturing, precision measurement, and intelligent unmanned system.
基于物理行为模型和科学计算的仿真技术在现代复杂产品设计中具有重要作用,然而,高昂的计算成本严重制约了其于设计优化中的应用。多可信度近似建模技术通过融合高、低保真度模型的优势,能够有效平衡预测性能与建模成本,已成为复杂产品设计优化领域的关键研究方向。本项目围绕复杂装备性能提升需求,针对多可信度建模、物理信息融合及高效优化算法开展研究,形成以下创新成果:.① 提出了基于动态任务加权迁移学习的多保真度近似建模方法。针对传统线性/非线性假设模型精度不足的问题,构建深度迁移学习网络框架,通过动态加权损失函数平衡多可信度任务,结合贝叶斯优化算法对网络超参数进行全局搜索,显著提升模型泛化能力。.② 提出了物理信息神经网络(PINN)驱动的永磁耦合器性能预测方法。通过融合磁位控制方程与边界条件构建损失函数,实现磁位与转矩的高效计算。实验表明,PINN预测精度与有限元法相当,计算效率却大幅提升,为电磁装备优化提供新范式。.③ 提出了代理辅助两阶段约束差分进化算法。针对六自由度并联机器人工作空间优化难题,设计可行域探索与局部改进两阶段策略,结合代理模型降低计算成本。相较于传统算法,工作空间扩大25%-76%,计算时间缩减超过93%,算法综合性能经Friedman检验排名最优。.④ 实现电磁负刚度隔振系统多目标拓扑优化。基于水平集函数表征线圈截面拓扑,采用NSGA-II算法求解Pareto前沿,实验验证优化后负刚度量级、非线性度指标均实现大幅提升。.项目形成多可信度迁移建模、物理信息嵌入学习、代理辅助高效优化等核心技术,为高端装备设计提供理论支撑与技术工具,在永磁传动、并联机器人及精密隔振等领域取得显著工程效益,有力推动了我国智能装备自主创新能力的提升。
仿生软体灵巧手多模态感知融合与跨场景操作技能迁移研究
  • 批准号:
    --
  • 项目类别:
    省市级项目
  • 资助金额:
    0.0万元
  • 批准年份:
    2025
  • 负责人:
    易进
  • 依托单位:
国内基金
海外基金