基于变结构的水下航行体航行姿态控制系统设计方法

水下航行体在高速转弯时,由于俯仰、偏航和横滚3 个通道间存在较大的耦合,以及水 下海流的不确定性干扰等因素的影响,水下航行体的姿态控制难度较大,传统控制技术无法达到控 制目的。为了解决水下航行体姿态解耦控制的难题,通过水下航行体旋转动力学方程构建了水下 航行体姿态运动子系统状态方程,并应用变结构控制策略设计了水下航行体姿态控制器,理论推导 和仿真表明:所设计的控制器能够使得水下航行体姿态角稳定地跟踪指令航向角,并对海流干扰具 有强鲁棒性,实现了水下航行体姿态子系统间的解耦控制。     

鱼雷总体多学科设计优化技术研究进展

多学科设计优化是世界各国工业设计界新兴的研究领域，是解决复杂系统工程问题的有效手段。本文概述了多学科设计优化技术的研究进展，重点介绍了其组成要素、求解策略和典型优化框架的评估与比较。通过对鱼雷总体多学科体系结构的研究，将鱼雷总体设计划分为7个学科领域，以协作优化算法为例探讨了多学科设计优化在鱼雷总体设计中的应用方法，给出了设计模型，并指出了其研究方向和技术难点。     

飞航导弹总体设计MDO问题表述研究

多学科设计优化技术的核心内容是MDO问题表述与求解。为研究导弹总体多学科设计优化问题，给出了通用的导弹总体设计MDO表述，并基于协作优化（CO）表述，结合变复杂度建模技术和MDO框架集成技术，改造了某飞航导弹的总体设计过程，获得了较大的优化，验证了导弹总体设计CO表述的有效性，且该表述方法可以推广到各类导弹总体设计当中。     

导弹水下运动及出水过程的三维流场仿真

为研究水下发射时的弹道和水动力特性,利用计算流体动力学理论和动网格技术,对水下航行体水下及出水过程进行全三维、六自由度多相非定常数值模拟,结合动网格技术解决了耦合VOF模型模拟气水交界面、航行体运动及计算域的变形等非定常、非线性计算问题.计算得到了航行体的运动学和动力学时域特性.研究了航行体空间流场结构及水动力特性,结果表明,艇速使航行体肩部的旋涡呈非对称性并引起了弹道的空间偏转,航行体的水下运动和出水过程中流体力矩的作用会使偏转角放大.     

基于AML的水下航行体战斗部总体设计集成系统

如何高效率设计水下航行体战斗部总体,并分析、优化其性能对水下航行体总体设计至关重要,采用AML概念化设计平台开发水下航行体战斗部总体设计系统是一种有效的途径,它将多种CAD/CAE及仿真软件显示集成在一个统一的界面环境中,通过信息获取和知识关联来实现设计和分析的自动化,可以快速评估设计方案及确定总体设计参数,提高设计效率,并可有效推广至其他复杂系统项目设计中。     

可靠性优化方法在飞航导弹多学科设计优化中的应用

飞航导弹多学科设计优化(MDO)中,设计变量的不确定性可能降低设计结果的可靠性,传统的MDO方法无法解决这个问题。基于序贯优化和可靠性估计(SORA)的可靠性优化方法将优化设计和可靠性分析有机结合,在优化过程中考虑设计变量的不确定性,并采用单循环形式搜索优化设计结果。通过飞航导弹多学科设计优化的算例,可知基于SORA的可靠性优化方法不仅可以减小设计变量不确定性对设计结果的影响,提高可靠性,还可以有效提高计算效率。     

协作优化算法及其在鱼雷总体多学科设计优化中的应用

基于响应面的协作优化算法，结合鱼雷总体设计的实际特点，将鱼雷总体设计划分为9个学科，分析了各学科间的耦合因素，建立了鱼雷总体设计多学科设计优化的统一模型和基于协作优化算法的数学模型，并进行了实例验证。结果表明，基于响应面的协作优化算法很好地解决了鱼雷总体设计多学科设计优化中学科间耦合关系的复杂问题，收敛速度快，可靠性高。采用该方法能够提高鱼雷设计质量，避免人力和物力浪费，降低设计风险。     

基于实时目标的水下航行体快速控制原型技术

简要介绍了快速控制原型的设计思想,阐述了基于分布式的水下航行体快速控制原型的系统架构,最后通过一个实例说明了快速控制原型技术在水下航行体控制系统设计中的应用。快速控制原型技术的发展有力地支持了日益复杂的水下航行体控制器的开发。     

鱼雷总体多学科不确定性问题研究

现今的设计问题多涉及多学科、多目标和确定性设计,忽视了系统本身的不确定性因素,设计结果通常与实际情况有很大差别.不确定性设计是设计理论发展的一个重要方向.本文综合分析了不确定性的分类、传播和设计.介绍了2种不确定性分析方法--系统不确定性分析方法和并行子系统不确定性分析方法,并对二者做了分析比较.同时指出将不确定性思想引入鱼雷总体多学科设计是鱼雷设计的发展方向.     

运用FLUENT优化设计某水下航行体外形

采用计算流体力学的方法对某水下航行体的外形进行了阻力的优化设计,从而降低其消耗功率,提高连续工作时间,增加工作效率。经计算表明:优化后的航行体阻力系数明显降低。该方法对于航行体流体动力特性的预测结果精度较高,因而可以用在航行体的预设计及后期验证中,对于航行体的外形设计有缩短计算周期、节约费用的作用。