第四章静态特性的参数设计_1_2009.ppt

第4章 静态特性的参数设计 4.1 一般程序（见流程图4-2 ） 制定可控因素水平表（专业知识） 内设计：用正交表（内表）安排可控因素、标示因素 制定误差因素水平表 外设计：用正交表（外表）安排误差因素 获取数据（解出/试验得质量特性值） 计算内表各号方案的的信噪比和灵敏度 信噪比和灵敏度的统计分析（方差分析或直观分析） 因素分类（显著因素：稳定因素、调整因素，次要因素） 确定最佳设计方案 确定最优稳健性设计 确定最佳平均水平设计方案（工程平均） 基本概念 设计问题分类： 可计算性参数设计 不可计算性参数设计 误差因素的处理办法： 内外表直积法 综合误差因素法 4.2 望目特性的参数设计（内外表直积法） 例：电感电路的参数设计 电源交流电压为V，频率为f，输出的电流强度目标值y0=10(A) 分析：可计算性参数设计问题。计算公式： 1.制定可控因素水平表 电阻R和电感L为可控因素， R/?的优选范围：0-10 L/H的优选范围：0-0.03 外接电源V和频率f是外界条件，为不可控因素。 2.内设计 选表头 L9（34） 水平对号入座 3.制定误差因素水平表 4.外设计 选表头 L9（34） 6.计算信噪比和灵敏度 7.内表的统计分析 信噪比的方差分析表 灵敏度的方差分析 8.因素分类 结论：R是SN比的显著影响因素；R、L都是灵敏度的显著影响因素 分类： 稳定因素：R 调整因素：L 9.确定最佳设计方案 一阶段设计：最佳稳健性方案 R3L2和R3L1 二阶段设计：最佳平均水平方案 R3L1 4.3 望目特性的参数设计（综合误差法） 4.3.1 电感电路的参数设计 1.制定可控因素水平表（同内外表直积法） 2.内设计（同内外表直积法） 3.制定误差因素水平表（同内外表直积法） 4.外设计---综合误差法 把误差因素R’,L’,V’,f’合并为一个综合误差因素N，由电流强度公式知，N的三水平分别为： 负侧最坏条件N1：V1’f3’R3’L3’ 标准条件N2：V2’f2’R2’L2’ 正侧最坏条件N3：V3’f1’R1’L1’ 试验方案只考虑N1、 N3 8.可控因素分类（同内外表直积法） 9.确定最佳设计方案（同内外表直积法） 4.3.2 例：钟表定时机构的参数设计 某矿山爆破装置以钟表机构实现起爆时间的定期延时性能。钟表机构动作的动力来源于发条力矩。在发条力矩的作用下，中间齿轮、骑马轮、摆依次传动，并使指钟以一定的速度转动。当指针转动到一定的角度时，被止销卡死，钟表机构动作停止。钟表机构动作的时间为定时时间，其规格要求为2.7±0.1(s),目标值为m=2.7(s)。 原方案 A2B2C2D2F2 1.确定可控因素、标识因素及其水平 2.内设计 选用L18(21*37) 作内表 3.制定误差因素水平表 6.计算信噪比SN 7.计算灵敏度S 8.内表的统计分析（方差分析） 9.可控因素分类 10.确定最佳参数组合 1)直观分析 №5方案 A2B2C2D3F3 SN比=30.42(dB) 均值=2.751(s) 2)综合分析 ① 由信噪比方差分析知，B3C2是稳定性最好的参数水平组合，即№12方案 , SN比=28.11(dB) 均值=2.738(s) 。 ② 保留参数B为原方案，则应取№5方案 。 ③ 由灵敏度方差分析知，C为稳定因素，但只有对其调整才能获得与目标值的靠拢。 ∴C2调整为C1和C3，均可使均值趋向目标。 C2→C1，SN比降低了 150.43-130.16=20.27 C2→C3，SN比降低了 150.43-114.36=36.07 因此，确定BC的最优组合为B2C1， 次要因素确定水平为A2D2F3 11.验证试验 将最优方案与原方案各做30次试验，分别计算SN比和均值。 12.最优条件合格品估计 目标值为m=2.7(s) ∵ * * 图4-2 静态特性参数设计程序图 0.03 0.02 0.01 L 9.50 5.00 0.50 R 3 2 1 　 5.计算质量特性值 内外表直积方案 望目特性: 5.计算质量特性值（Y1和Y3） 6.计算信噪比和灵敏度 （以No.1设计方案为例） 7.内表的统计分析 信噪比方差分析表 灵敏度方差分析表 选测时仪作为标示因素,取两水平 H1: 1号测时仪 H2: 2号测时仪 可控因素水平 4. 外设计 为减少试验次数,采用综合误差因素