基于MOEA/D的航天器隔振器多目标优化方法研究

由于存在各种高频内部扰动,高精度航天器通常需要进行隔振设计,而被动隔振装置被广泛采用。在被动隔振装置设计中,抑制共振响应峰和隔离中高频振动存在很强的冲突性,需要进行多目标优化设计。首先,建立了隔振系统的动力学模型,提出了以传递函数共振峰幅值和中高频衰减为目标函数的多目标优化模型;其次,提出了基于分解的多目标进化算法（MOEA/D）对单级和两级级隔振装置进行多目标优化的设计方法;最后,对某空间隔振装置进行了数值仿真,结果验证了本文算法的有效性。     

次级通道估计误差对Fx-Newton算法的影响

Fx-Newton算法在执行过程中需要估计次级通道模型,针对主被动隔振工程应用中次级通道估计存在误差的问题,假设输入信号为正弦信号,建立含次级通道估计误差的Fx-Newton算法结构模型,推导了Fx-Newton算法的稳定性条件,并就相位误差和幅值误差对Fx-Newton算法稳定性和收敛性的影响做了详细阐述。最后对两自由度主被动隔振模型开展仿真研究,验证了理论分析结果。     

双层气囊隔振装置多目标协同姿态控制方法

针对双层气囊隔振装置高精度姿态平衡控制需求,提出多目标协同姿态控制方法。通过建立双层隔振装置动力学模型、充放气控制等效作用力模型,建立了控制响应特性分析模型。并基于多目标满意优化方法建立了多目标协同姿态控制方法,使得双层气囊隔振装置能够较好地适应上下层气囊隔振装置姿态耦合,实现姿态平衡控制,并可有效抑制结构弹性变形对姿态平衡控制的影响。在双层气囊隔振装置上验证了该控制方法的可行性。该方法将用于某型船舶大型发电机组双层气囊隔振系统,实现双层气囊隔振装置柔性支撑状态下的姿态平衡控制。     

主被动混合隔振的虚拟样机技术

为了能够更准确方便得到主被动混合隔振系统的特性与设计参数,利用虚拟样机技术对主被动混合隔振系统进行了主动控制仿真研究。首先,对主被动混合隔振平台进行了理论计算与模态分析;然后,通过ADAMS软件创建了混合隔振平台的虚拟样机,并将其导入至MATLAB/SMULINK中搭建了主被动混合隔振系统,通过变步长法对主被动混合隔振系统进行了次级通道辨识,并在此基础上基于多通道Fx-LMS算法进行了主被动混合隔振的效果分析。仿真结果表明:利用虚拟样机技术对主被动混合隔振系统进行主动控制取得了较好的控制效果,为主被动混合隔振物理样机的设计与制造提供了新的思路与方法。     

船舶动力机械混合隔振系统的优化设计

综合分析了混合隔振的原理,揭示了混合隔振的实质就是被动隔振系统和主动隔振系统的多目标联合优化问题.针对船舶中常用的双层隔振系统,进行了混合隔振优化设计和数值仿真.仿真结果表明,混合隔振技术在船舶动力机械隔振方面有着广阔的应用前景.     

主被动混合隔振中的功率放大器设计及实验

磁悬浮主被动混合隔振能有效控制机械设备的宽频振动和低频线谱振动。功率放大器作为该系统的功率变换装置,其性能直接影响主被动混合隔振效果。通过介绍PWM开关功率放大器的基本原理,分析了设计参数对其性能的影响。针对主被动混合隔振需求,对开关功率放大器进行了参数设计。仿真和实验结果表明:该功率放大器参数设计合理,能满足主被动混合隔振需求。     

基于MOEA/D的柔性结构燃料—时间多目标优化控制研究

利用基于分解的多目标优化算法(MOEA/D)研究了柔性航天器多目标优化的rest-to-rest机动问题.基于空间飞行器刚柔耦合动力学方程,提出了最小时间-最少耗能的多目标优化控制模型;给出了基于MOEA/D的算法框架,并对柔性飞行器空间机动问题进行了多目标优化控制的分析设计;典型算例表明该算法可有效地应用于柔性航天器姿态机动控制器的分析设计之中.     

柔性网空中联合组网参数配置优化算法

针对联合组网拦截无人机过程中,柔性网短时高动态非线性特性,建立柔性网力学模型与空中展开动力学模型。结合柔性网拦截目标过程中需要考虑的约束条件,提出评价联合组网捕获方法性能的评估指标,基于分解的多目标优化算法对多网联合组合发射参数进行优化设计。通过仿真试验获取了约束条件下两网联合组合发射、三网联合组合发射、四网联合组合发射的优化配置参数,对算法模型进行了合理有效性校验。该算法可为柔性网空中联合组网关键参数设计提供理论参考。     

滑翔飞行器多目标弹道优化的进化-配点混合求解策略

针对高超声速滑翔飞行器弹道多目标优化问题,综合考虑计算效率和精度,结合分解进化算法与配点法提出一种混合求解策略。根据滑翔飞行器动力学模型和弹道设计中需要考虑的约束条件,建立飞行器多目标弹道优化模型。利用控制量离散化方法将多目标弹道优化问题转化为带约束的多目标参数优化问题,并采用罚函数法处理约束条件,随后利用分解多目标进化算法进行求解。为了提高弹道优化的精度,将椭球聚合法与配点法相结合,以多目标进化算法得到的Pareto解作为初始解进行迭代求解。通过典型的复杂约束多目标弹道优化的算例表明,所提出的混合求解策略能够获得满足复杂约束要求的Pareto最优解集,实现有效的多目标弹道优化。     

军事资源匹配多目标建模与求解算法

针对军事资源匹配问题的多目标特点,建立了军事资源匹配多目标优化模型,并结合模型特点,设计了一种改进的非支配排序遗传算法对问题进行求解。最后,通过仿真算例对提出的模型和算法进行验证,仿真实验结果证明模型和算法能够有效求解多目标军事资源匹配问题。     

一种混合式隔振器及其特性研究

为降低隔振系统在共振频率点的振动传递率,隔振器共振频率点阻尼应较大,为减小高频振动传递率,高频段阻尼应较小,被动隔振器阻尼无法满足该要求.提出了一种混合式隔振器,作动器根据隔振器上下点相对位移产生作动力,通过设计作动力对相对位移的传递函数,可实现阻尼随频率变化的要求.在此基础上对其特性进行了仿真研究,结果表明,由此混合隔振器构成的隔振系统在共振频率点和高频段对基础的传递振动都得到降低.     

车载高精度稳瞄系统的满意度设计

研究了车载高性能稳瞄系统伺服带宽设计的几个主要约束因素,对运动载体和强冲击振动环境下的扭转谐振等问题进行了深入研究,提出了噪声、精度和机械谐振等综合优化条件下的设计方法,同时对高性能稳瞄头部机构的安装机座提出了扭转谐振的要求以及减小谐振效应的方法.     

超燃冲压发动机二维进气道多级多目标优化设计方法

提出了超燃冲压发动机二维进气道的多级多目标设计方法。选择总压恢复系数、压升比和阻力系数为性能目标,引入多级设计概念,分别基于一维气动力学分析方法和计算流体力学方法,采用混合遗传算法对4楔角外压和2楔角内压混合压缩进气道进行了多级多目标优化设计,得到了问题的Pareto非劣解集。采用上述方法可以提升超燃冲压发动机进气道的设计水平,得到高性能的设计方案。     

多目标的分布式协同进化MDO算法

通过引入非优超排序和排挤的多目标处理机制 ,将分布式协同进化MDO算法的能力扩展到多目标的多学科设计优化问题。多目标的分布式协同进化MDO算法在保持各学科充分自治和各学科并行设计优化协同的基础上 ,通过一次运行即可获得具有良好分布的多个Pareto最优解 ,逼近整个Pareto最优前沿。应用于导弹气动 /发动机 /控制三学科两目标设计优化问题 ,与约束法计算结果的对比表明算法能够有效逼近该问题的Pareto最优前沿 ,为设计决策提供了丰富的信息     

多旋翼无人机减振分析与实验

针对多旋翼无人机机身系统振动过大导致飞行状态不稳的问题,基于有限元仿真技术与实验方法,进行了减振分析。通过频率分析,确定系统振动过大的原因为固有频率与激励频率耦合导致的共振现象,且共振频点的模态振型包含一阶挥舞、一阶摆振和二阶摆振振型。提出了优化机身壳体截面形状的设计方案,在不增加额外质量的情况下,将一阶挥舞、一阶摆振和二阶摆振振型对应的频点分别提高37.23%、22.47%和18.43%,有效规避了机身共振现象。仿真实验证明,提出的有限元仿真与实验结合的减振分析思〖BHDWG8,WK10YQ,DK1*2,WK1*2D〗〖XCMWL.TIF;%129%129〗听语音 聊科研与作者互动 路及优化设计方法,可为旋翼无人机减振设计提供参考依据。     

基于星载照射源的被动SAR系统时频同步误差影响分析

时间和频率同步问题是基于星载照射源的被动SAR系统的关键技术之一。为了研究时、频同步误差对其成像的影响,针对系统工作特性,分析了时、频同步误差的产生机理,建立了时、频同步误差模型,并利用二阶距离模型和RD成像算法,建立了完整的时、频同步误差到成像结果的传递模型,仿真验证了理论分析的准确性。理论推导和仿真计算结果指出了基于星载照射源的被动SAR系统对时间同步和频率同步的精度要求。分析结论对于指导基于星载照射源的被动SAR系统设计及同步方法研究具有重要意义。     

基于气动-弹道一体化模型的飞行器外形优化设计

为提升飞行器气动外形优化设计效果,研究了新型飞行器在大空域、宽速域范围的气动适应性问题,提出一种基于气动-弹道一体化模型的外形优化设计方法。通过考虑气动和弹道的耦合作用,综合利用类型函数/形状函数转换技术、气动工程估算方法和Radau伪谱法,建立飞行器气动-弹道一体化模型。基于该模型,通过明确优化目标和约束条件,给出基于Kriging的气动外形优化方法,实现在多参数约束条件下的飞行器气动外形高效全局优化。以升力体构型飞行器为例,开展气动外形优化设计,结果表明该方法能较好地描述大空域、宽速域的气动和弹道特征,有效提升飞行器气动外形设计精度和水平,可为新型飞行器总体设计提供技术支撑。     

基于多目标约束的基本保障单元人力资源优化研究

针对装备维修工作中基本保障单元的人员优化问题,在维修过程中为保证以最少的人员在最短的时间内完成预定的维修任务,分析了修理工期与人员数量的关系,应用多目标约束理论建立了工期人员优化的多目标数学模型,通过预处理将模型转化为路径组合优化问题,并用改进的蚁群算法对模型的求解进行了研究,最后通过实例验证了优化模型及求解方法的有效性和实用性。