编码检测系统仿真与集成优化

从直波接收机码元检测易出现串扰的问题出发,采用ADS软件建立整个编码检测系统的电路仿真模型,并复现问题现象。通过ISIGHT软件进行系统集成和优化,完成编码检测系统的集成和优化,获取了系统的最优电路参数。优化参数后的系统仿真结果和实验验证表明：参数优化改善了电路性能,解决了直波接收机编码检测问题。     

多学科建模与分布式协同

文章使用集成优化软件的过程集成、分布式调用和并行运行功能,通过软件的任务管理器调用多台计算机进行并行处理。建立一个涉及微波波导、结构、电路、控制四个学科的分布式集成设计平台,并在该平台上完成了多学科复杂系统的设计、仿真和优化。文中重点介绍了该多学科系统的仿真流程和多学科建模过程,在建模完成后,给出了仿真结果。     

气动和结构多学科设计优化的需求和流程研究

文中简要介绍了气动和结构耦合问题、多学科设计优化特点和 iSIGHT多学科综合设计环境,对多学科设计优化的集成需求、工作流程及其应用进行了研究;在iSIGHT集成框架下,以简单翼为例,实现了三维几何建模软件、气动计算分析软件、结构强度计算分析软件和iSIGHT之间设计过程和数据流的集成.     

甚低频MSK灵敏解调器的设计与实现

利用单片集成锁相环LM565实现了MSK甚低频信号的灵敏解调,针对用于水下通信信号源MSK信号带宽窄、频偏小的特点,相较于传统的锁相环-电压比较器的解调方法,在传统解调电路上添加直流再生部分,通过峰值保持电路使频偏较小的MSK甚低频信号也能被完整地解调出来;分别设计实现了利用传统与优化解调方法的电路并通过调试得出符合甚低频通信要求的结果;优化后电路将解调灵敏度提高了约300 Hz。     

双层EFP战斗部的数值模拟及优化设计

以新型反装甲战斗部的研究为牵引,以爆炸成型弹丸(EFP)的优化设计为核心,利用有限元数值模拟软件对等壁厚的单层和双层EFP进行了成型模式分析,通过优化集成软件iSIGHT,实现了对双层EFP的优化设计。优化结果较好地满足了预定的设计指标。     

基于定性与定量方法集成的电路故障模式仿真

针对导弹测发控系统在导弹武器系统的重要地位与故障多发性特点,考虑到定性、定量方法各自的优缺点以及测发控系统控制电路主要组成,将定性推理与定量分析方法集成应用于电路故障模式仿真,给出了集成仿真算法步骤,对集成仿真平台总体框架进行设计,并给出了系统的模块化设计以及软件实现方法,从而为准确、有效地实现导弹测发控系统故障模式分析提供方法.     

基于激光雷达的机器人定位及抓取系统设计

采用激光雷达作为智能移动机器人的传感装置,进行路径规划,实现对目标物高精度定位;硬件方面结合压力传感器电路,设计优化机构抓取目标物,软件方面基于倍福PLC系统TWINCAT软件优化算法,实现快速,精确算法设计;路径规划与抓取系统算法优化提高了项目指标,满足指标需求,具有广泛应用前景。     

轻武器杀伤效能优化设计平台集成技术

为了加快轻武器弹药研制进度,提高杀伤效能,建立一个简便、实用的轻武器杀伤效能优化设计平台。为使平台有机、协调工作,研究平台的集成技术,包括数据集成、过程集成、应用集成等3个层面。通过数据整合与管理实现数据集成,解决信息共享问题;采用应用程序封装技术、文件解析与重构技术等,实现全弹道计算的流程控制与各应用程序之间的数据自动流转;通过应用工具接口和封装实现了应用程序的集成,实现了商业CAD软件、专业计算程序、杀伤效能评估与优化等应用工具与平台的集成。平台运行结果证明:该平台集弹头结构参数化设计、专业程序计算、杀伤效能评估与优化设计、设计资料管理与维护、应用工具等为一体,可为轻武器弹药设计人员提供一个便捷、统一的设计环境。     

MDO中基于标准数据交换的多学科软件集成研究

多学科软件集成是实现MDO的基础,针对设计分析软件的不同类型特点,提出了以标准数据交换实现多学科软件集成的方式,分析了常用标准数据交换格式和基于标准数据交换格式的MDO结构,实现了基于UG二次开发的标准数据交换的多学科软件集成接口,并以简单机翼设计的CAD-气动分析为例对接口进行了验证.     

基于机器视觉的快速动态检测研究与应用

为了提高生产效率,实际生产线中需要对运动中的产品进行拍照和检测,但由于硬件或软件集成的原因,造成图像存在拖影,最终导致不能实现动态检测;本系统基于硬件集成与软件优化,实现一个整体解决方案;首先有机集成 PLC 高低平触发信号、光源控制器、光源、相机,完成基于硬件的外触发式图像采集;然后对相机 SDK 进行二次开发,做出支持外触发式取像的软件;最后基于 C ＋＋对找圆算法进行图像处理优化,处理速度在100 ms 以下;经过实验验证,与停顿式检测相比,本系统在保证精度的前提下,在速度上有明显优势,可应用于工程实践。     

一种基于最优算法的导弹鲁棒稳定性评估方法

在对参数不确定性导弹控制系统进行多通道鲁棒稳定性评估时,传统方法在计算效率及结果可靠性方面存在不足。提出一种遗传-Nelder-Mead单纯形混合优化算法,利用遗传算法的全局搜索能力,寻找目标函数的近似最优解,并将其作为Nelder-Mead单纯形法搜索的初值,利用Nelder-Mead单纯形法局部寻优的优势,在近似解的邻域内搜索精确解。通过测试函数验证,算法在计算效率和计算精度方面都有很大提升。最后讨论了算法在导弹控制系统鲁棒稳定性评估中的应用价值。     

遗传粒子群算法在测试节点优选中的应用

测试节点优化是电路板测试诊断设计优化过程中的一个基本问题,属于经典的N-P难题,但目前用于测试点优化的算法存在搜索速度慢、不收敛等问题,因此提出一种基于遗传粒子群优化算法.该方法通过建立电路测试节点的"故障-测试"矩阵,用遗传算法对数学模型进行优化,并采用粒子群算法搜索实现了快速求解.与传统方法相比较,该方法搜索速度快,优化效果明显,已在工程实践中得到应用.     

火炮输药机构小射角输药到位一致性稳健优化设计

针对火炮输药机构在小射角非满装药输药过程中到位一致性差的问题,提出基于稀疏混沌多项式展开的输药过程稳健优化设计方法。建立输药机构的动力学模型,并通过试验验证模型的正确性和有效性;基于稀疏混沌多项式展开求取不确定性输入参数对输药到位的代理模型;以模块药到位以及到位标准差最小为目标,建立输药过程的稳健优化设计模型,采用NSGA-Ⅱ优化算法对优化模型进行求解。计算结果表明：输药到位一致性得到了提高,且到位均方差较初始减小了26.74%,验证了该方法的有效性。     

面向火炮射击密集度的随机因素稳健设计

为了实现对射击密集度的有效控制,解决考虑随机因素的射击密集度优化设计问题,利用基于随机模型和随机优化的稳健设计理论,提出一种指标要求导向型的随机因素参数区间计算方法。基于蒙特卡洛模拟,采用六自由度外弹道模型,利用某型大口径榴弹炮数据求解射击密集度并研究其统计特性。利用不合格概率、灵敏度指数两个稳健目标准则,构建射击密集度稳健设计随机模型。采用带精英策略非支配排序遗传算法并结合反向传播神经网络代理模型技术对稳健设计随机模型进行优化求解,确定符合指标要求的随机因素参数区间。对比分析结果表明,该方法可同时保证射击密集度指标的最优性和稳健性,对射击密集度的预测具有一定可行性。     

基于角速率的低配置小型无人机高度控制律设计

采用鲁棒伺服最优控制方法(robust servo linear quadratic regulator,RSLQR)设计了基于角速率的某小型无人机高度控制律。该方法将鲁棒指标和时域控制品质相融合,将跟踪误差扩展到系统动态模型中,利用线性二次型最优控制理论,设计了控制律结构和参数,实现了高度的无静差控制,保障了控制器的鲁棒性能。与常规控制器对比结果表明：基于角速率的控制器具有良好的高度跟踪效果和抗干扰能力,满足了小型低配置无人机的飞行控制要求。     

面向输弹一致性的某输弹机稳健优化设计研究

为了提高弹丸卡膛一致性,以减小弹丸卡膛起始点运动参数波动即提高输弹一致性,根据输弹机工作原理和输弹实验,归纳了输弹系统中的随机参数。基于ADAMS软件建立了考虑参数随机性的某输弹机输弹过程动力学模型。以弹丸卡膛起始点运动参数标准差最小为目标,以卡膛速度下界达到3 m/s为约束,建立了面向输弹一致性的输弹机稳健优化模型。采用全局和梯度组合优化算法以及描述抽样,提高了优化计算效率。数值算例结果表明,优化后输弹机卡膛速度满足要求,输弹机的输弹一致性得到提高,验证了所提方法的有效性。     

基于随机鲁棒优化的导弹姿态控制系统设计

针对多目标优化算法设计的控制系统鲁棒性不强的问题,基于随机鲁棒方法设计了导弹姿态控制系统参数,并进行了对比仿真验证。在确定姿态控制系统结构基础上,根据系统对快速性和稳定性的要求,提出一个包含系统稳定性、时域指标和频域指标项的指标体系。在此基础上,通过对各指标或各指标的不满足概率适当加权,分别为粒子群优化算法和随机鲁棒方法定义适应度函数,并在参数取值区间内对待定控制参数进行寻优,从而实现姿态控制系统参数的优化整定。蒙特卡洛仿真实验表明了随机鲁棒方法用于鲁棒控制系统设计的有效性。     

具有故障细胞的胚胎电子阵列上目标电路评估

移除-进化自修复通过进化自修复模式提高了目标电路的自修复能力,但在进化过程中,目标电路的评估尚缺少研究。在对胚胎电子阵列状态和目标电路形式数学描述的基础上,以马尔可夫不可修系统理论为指导,研究具有故障细胞的胚胎电子阵列上目标电路评估方法。研究了目标电路状态、状态转移率及工作状态概率自动计算方法,求解了目标电路可靠度及平均故障前时间,以此评估目标电路。仿真实验结果表明,该评估方法有效评估了进化过程中的目标电路形式,为移除-进化自修复中目标电路的优选提供了理论参考依据。     

考虑中断风险的备件供应选址-分配优化模型

战时条件下,仓库或运输载体受到敌方蓄意攻击而丧失全部或部分储存和运输能力,造成备件供应中断。而供应网络的中断风险很难预测且动态变化,为不确定性参数。为解决不确定中断风险下的备件供应问题,以备件供应成本最低、供应延迟时间最短为目标,构建了战时备件供应的多目标选址-分配联合优化模型。通过对多面体不确定集合的鲁棒等价变化,建立相应的鲁棒优化模型。采用元启发式算法对模型进行求解,得到了模型的非支配解集及其对应的供应方案。研究结果表明：通过对关键设施的加固防护,可以提高备件供应网络的效率和可靠性;鲁棒优化模型的最优解可以保证战时备件供应“最差情况下”解的可行性,即模型具有很好的鲁棒性。     

具有参数区间不确定的协调器保性能优化

为了解决协调器优化设计中的不足,提出了基于参数区间不确定分析的保性能优化方法。该方法考虑工程设计中关键尺寸或材料参数变化的区间性,通过将参数区间变化从参数变差空间映射到目标和约束空间,得到的目标和约束性能退化估计作为原优化问题的附加约束,形成外层、内层的优化结构。某火炮协调器的优化结果证明了该方法在解决具有参数区间不确定的复杂工程优化问题上的有效性。