公差仿真分析方法
【专利摘要】本发明公开一种公差仿真分析方法，该方法包含：确定公差仿真分析次数和公差仿真分析的分段数量，逐段生成公差尺寸链封闭环的随机数，保存随机数并清理随机数所占用的计算机内存；逐段调用分段保存的公差尺寸链封闭环的随机数，分别统计各段随机数的公差数据。本发明能有效解决计算机硬件或仿真软件内存的限制，方便的求解出高精度的公差仿真分析结果；用户可以自定义任意仿真次数，有效解决基于蒙特卡洛法的公差仿真分析方法容易造成计算机内存溢出的问题，同时满足高、低等不同仿真次数的用户需求，操作方便、易于实现；因此，通过分段的策略，逐段生成、调用随机数，并及时清理所占用计算机内存空间，可以实现任意精度要求的公差仿真分析。
【专利说明】公差仿真分析方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种公差分析方法，具体涉及一种基于蒙特卡洛的公差仿真分析方法。
【背景技术】
[0002]现有技术已经披露了一些公差尺寸链仿真分析的方法，例如在专利201110397373中介绍了一种基于图形表示空间尺寸链公差分析方法，依据装配体或零件图提取尺寸链信息，然后调用MATLAB编程的算法，求解公差分析的结果。但该专利中叙述的是如何将公差尺寸链从装配体或零件图中提取出来，没有涉及到如何求解高精度的公差仿真分析过程，尤其是求解任意精度、任意仿真次数的公差仿真分析结果。由于在公差仿真分析时受到计算机或者仿真软件内存的限制以及仿真软件的不同，使用蒙特卡洛进行公差仿真分析时的精度会受到内存的约束，一旦高于某个阀值，将出现内存溢出的现象，从而导致仿真失败。现有的技术没有介绍如何突破计算机内存和仿真软件的限制，从而求解出任意精度的公差分析结果。
【发明内容】
[0003]本发明提供一种公差仿真分析方法，解决内存的约束问题，实现对任意精度、任意仿真次数的公差仿真分析。
[0004]为实现上述目的，本发明提供一种公差仿真分析方法，该方法基于蒙特卡洛方法，其特点是，该方法包含:
确定公差仿真分析次数和公差仿真分析的分段数量，逐段生成公差尺寸链封闭环的随机数，保存随机数并清理随机数所占用的计算机内存；
逐段调用分段保存的公差尺寸链封闭环的随机数，分别统计各段随机数的公差数据。
[0005]上述分段生成公差尺寸链封闭环的随机数包含:
根据分段数量，圆整每段随机数的公差仿真分析次数；
根据公差尺寸链各组成环分布类型，逐段生成公差尺寸链封闭环的随机数；
根据置信区间，过滤每段位于区间外的随机数；
补充每段公差尺寸链封闭环的随机数；
保存分段的公差尺寸链封闭环的随机数；
清理公差封闭环的随机数所占用的内存空间。
[0006]上述公差仿真分析次数根据接收的指令取任意次数；公差仿真分析的分段数量根据接收的指令取任意分段数量。
[0007]上述随机数的圆整方法包含:
设公差仿真分析次数为N，分段数量为n，则前n-Ι段随机数中的公差仿真分析次数为N/n并取其整数；剩余的公差仿真分析次数为最后一段的仿真次数。
[0008]上述公差尺寸链封闭环的随机数分段进行保存，每段随机数保存后清理当前段随机数所占用的内存空间。
[0009]上述调用分段保存的随机数统计公差数据包含:
分段调用所保存的随机数；每调用一段随机数即累计求解本段随机数内公差仿真分析次数的均值之和、最大值及最小值，完成该段随机数的统计后清理该段随机数占用的内存空间。
[0010]当完成所有段随机数的均值之和、最大值及最小值统计后，计算公差尺寸链封闭环的均值、最大值及最小值。
[0011]上述调用分段保存的随机数统计公差数据包含:
分段调用所保存的随机数；每调用一段随机数即累计求解本段随机数内公差仿真分析次数的方差之和，完成该段随机数的统计后清理该段随机数占用的内存空间。
[0012]当完成所有段随机数的方差之和统计后，计算公差尺寸链封闭环的方差和/或标准差。
[0013]各段随机数的公差数据统计完成后，进行统一整理，求解出公差尺寸链封闭环的均值、方差、最大值、最小值。
[0014]本发明公差仿真分析方法和现有技术相比，其优点在于，本发明公开的基于蒙特卡洛的任意精度公差分析方法，能有效解决计算机硬件或方针软件内存的限制，方便的求解出高精度的公差仿真分析结果；用户可以自定义任意仿真次数，有效解决基于蒙特卡洛的公差仿真分析方法容易造成内存溢出的问题，同时满足高、低等不同仿真次数的用户需求，操作方便、易于实现；因此，通过分段的策略，逐段生成、调用随机数，并及时清理所占用内存空间，可以实现任意精度要求的公差仿真分析，本方法是一种简单、实用的高精度公差仿真分析方法。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]图1为本发明公差仿真分析方法的流程图；
图2为生成公差尺寸链封闭环的随机数的流程图。
【具体实施方式】
[0016]以下结合附图，进一步说明本发明的具体实施例。
[0017]本发明公开了一种基于蒙特卡洛的任意精度公差分析方法，包括公差仿真分析次数的输入与分解，逐段生成、保存公差封闭环的随机数信息，公差封闭环各段随机数次数的规划与圆整，随机数的生成、过滤和补充，随机数的保存、占用内存的清理，封闭环随机数的分段调用与清理，均值、方差等参数的计算。
[0018]如图1所示，为一种基于蒙特卡洛方法的公差仿真分析方法，该方法具体包含以下步骤:
步骤1、首先由用户根据公差仿真分析对象，定义公差尺寸链数学模型，数学模型由用户自定义，根据公差仿真分析的不同，数学模型也各不相同。
[0019]步骤2、根据用户需求定义公差仿真分析次数N和公差仿真分析的分段数量η。
[0020]公差仿真分析次数无限制，可根据用户需求的指令取任意次数，实现任意精度的公差分析计算。
[0021]公差仿真分析的分段数量，由用户自己定义，防止出现每段数量过大造成内存溢出。
[0022]步骤3、按照步骤2中定义的分段数量，逐段生成公差尺寸链封闭环的随机数，保存随机数并清理随机数所占用的计算机内存。
[0023]如图2所示，为分段生成封闭环尺寸随机数的具体流程，其包含:
步骤3.1、输入公差仿真分析次数和分段数量。
[0024]步骤3.2、根据分段数量，圆整每段随机数的公差仿真分析次数。设公差仿真分析次数为N，分段数量为n，则前n-Ι段随机数中的公差仿真分析次数为N/n并取其整数。剩余的公差仿真分析次数为最后一段的仿真分析次数，防止仿真次数不能被分段数量整除的现象。
[0025]步骤3.3、根据公差尺寸链各组成环分布类型，逐段生成公差尺寸链封闭环的随机数。
[0026]步骤3.4、每段随机数，根据置信区间，过滤本段位于区间外的随机数。置信区间由置信水平确定，置信水平的取值范围为(O, I)。
[0027]步骤3.5、补充本段公差尺寸链封闭环的随机数。
[0028]步骤3.6、判断本段随机数的公差仿真分析次数是否达到要求，若是，则跳转到步骤3.7，若否，则跳转到步骤3.4。
[0029]步骤3.7、计算本段公差尺寸链封闭环的随机数并保存，完成后清除公差封闭环随机数所占用的内存空间。
[0030]步骤3.8、完成一段随机数的保存后，判断是否已经完成最后一段随机数的生成，若是，则结束生成随机数的流程，跳转到步骤4，若否，则跳转到步骤3.3，继续生成随机数。
[0031]步骤4、按照分段数量，逐段调取公差尺寸链封闭环随机数中的信息。
[0032]步骤5、依次分段统计所保存的随机数，每调用一段随机数即累计求解本段随机数内公差仿真分析次数的均值之和、最大值及最小值，完成该段随机数的统计后清理该段随机数占用的内存空间。
[0033]步骤6、判断是否完成所有随机数的均值之和、最大值及最小值，若是，则跳转到步骤7，若否，则跳转到步骤4。
[0034]步骤7、当完成所有段随机数的均值之和、最大值及最小值统计后，进行统一整理，汇总计算公差尺寸链封闭环的均值、最大值及最小值。
[0035]步骤8、按照分段数量，逐段调取公差尺寸链封闭环随机数中的信息。
[0036]步骤9、依次分段统计所保存的随机数，每调用一段随机数即累计求解本段随机数内公差仿真分析次数的方差之和，完成该段随机数的统计后清理该段随机数占用的内存空间。
[0037]步骤10、判断是否完成所有随机数的方差之和统计，若是，则跳转到步骤11，若否，则跳转到步骤8。
[0038]步骤11、当完成所有段随机数的方差之和统计后，进行统一整理，汇总计算公差尺寸链封闭环的方差和/或标准差。
[0039]尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。
【权利要求】
1.一种公差仿真分析方法，该方法基于蒙特卡洛方法，其特征在于，该方法包含: 确定公差仿真分析次数和公差仿真分析的分段数量，逐段生成公差尺寸链封闭环的随机数，保存随机数并清理随机数所占用的计算机内存； 逐段调用分段保存的公差尺寸链封闭环的随机数，分别统计各段随机数的公差数据。
2.如权利要求1所述的公差仿真分析方法，其特征在于，所述分段生成公差尺寸链封闭环的随机数包含: 根据分段数量，圆整每段随机数的公差仿真分析次数； 根据公差尺寸链各组成环分布类型，逐段生成公差尺寸链封闭环的随机数； 根据置信区间，过滤每段位于区间外的随机数； 补充每段公差尺寸链封闭环的随机数； 保存分段的公差尺寸链封闭环的随机数； 清理公差封闭环的随机数所占用的计算机内存空间。
3.如权利要求1所述的公差仿真分析方法，其特征在于，所述公差仿真分析次数根据接收的指令取任意次数；公差仿真分析的分段数量根据接收的指令取任意分段数量。
4.如权利要求2所述的公差仿真分析方法，其特征在于，所述随机数的圆整方法包含: 设公差仿真分析次数为N，分段数量为n，则前η-1段随机数中的公差仿真分析次数为N/n并取其整数；剩余的公差仿真分析次数为最后一段的仿真分析次数。
5.如权利要求1所述的公差仿真分析方法，其特征在于，所述公差尺寸链封闭环的随机数分段进行保存，每段随机数保存后清理当前段随机数所占用的计算机内存空间。
6.如权利要求1所述的公差仿真分析方法，其特征在于，所述调用分段保存的随机数统计公差数据包含: 分段调用所保存的随机数；每调用一段随机数即累计求解本段随机数内公差仿真分析次数的均值之和、最大值及最小值，完成该段随机数的统计后清理该段随机数占用的内存空间。
7.如权利要求6所述的公差仿真分析方法，其特征在于，当完成所有段随机数的均值之和、最大值及最小值统计后，计算公差尺寸链封闭环的均值、最大值及最小值。
8.如权利要求1或6或7所述的公差仿真分析方法，其特征在于，所述调用分段保存的随机数统计公差数据包含: 分段调用所保存的随机数；每调用一段随机数即累计求解本段随机数内公差仿真分析次数的方差之和，完成该段随机数的统计后清理该段随机数占用的内存空间。
9.如权利要求8所述的公差仿真分析方法，其特征在于，当完成所有段随机数的方差之和统计后，计算公差尺寸链封闭环的方差和/或标准差。
10.如权利要求1所述的公差仿真分析方法，其特征在于，各段随机数的公差数据统计完成后，进行统一整理，求解出公差尺寸链封闭环的均值、方差、最大值、最小值。
【文档编号】G06F17/50GK104200017SQ201410423347
【公开日】2014年12月10日 申请日期:2014年8月26日 优先权日:2014年8月26日
【发明者】陈振中, 刘元云, 彭思平, 沈艳 申请人:上海无线电设备研究所