机电作动器动力学建模与电流跳变现象分析

针对机电作动器在带载位置跟踪性能检测试验中响应曲线峰值点处出现的电流跳变现象,推导机电作动器空气舵负载、永磁同步电机和传动机构的动力学与运动学方程,建立其多非线性因素动力学模型。从电能、动能、摩擦损耗和弹性能间相互转换的角度,解释电流跳变现象,证明电流跳变现象是由传动机构摩擦力瞬间反向造成的。仿真与试验结果表明,在57 N·m^570 N·m负载力矩条件下,电流曲线拟合误差最大为13.06%,决定系数最小为0.87,所建模型提高了机电作动器仿真分析精度,复现了电流跳变现象,对机电作动器功率损耗分析及故障诊断的仿真预估具有重要意义。     

基于自适应代理模型的翼型气动隐身多目标优化*

针对翼型气动隐身多目标优化设计存在的计算量大与权重难以选取的问题,提出基于自适应径向基函数代理模型与物理规划的高效多目标优化策略(Multi-objective optimization strategy using adaptive radial basis function and physical programming, ARBF-PP)。利用物理规划法通过非线性加权的方式将多目标优化问题转化为直接反映设计偏好的单目标优化问题,然后分别对综合偏好函数和约束条件构造径向基函数代理模型,采用增广Lagrange乘子法处理约束,并用遗传算法(Genetic algorithm, GA)进行求解。优化迭代过程中,在当前可能最优解附近增加样本点,更新代理模型,提高代理模型在最优解附近的近似精度,引导搜索过程快速收敛。使用数值多目标优化算例与翼型气动隐身多目标优化实例验证了本文所提出优化策略的有效性。翼型气动隐身多目标优化结果表明：相比于初始翼型,优化翼型的升阻比提高了34.28%,重点方位角的雷达散射截面(Radar cross section, RCS)均值减小了24.19%。此外,在相同样本规模的情况下,本文方法所得最优翼型的气动隐身性能比静态径向基函数代理模型方法的优化结果分别提高了11%与25.6%;与遗传算法相比,本文方法所需的分析模型调用次数(Number of evaluation function, Nfe)降低了93.5%。     

基于Open CASCADE的导弹轻量化几何参数化建模

快速生成导弹的几何模型是开展导弹总体优化设计的关键技术之一。基于轻量化的导弹几何外形参数化描述方法,结合Open CASCADE,提出了一种不依赖于商业CAD软件的导弹参数化几何建模工具包。介绍了工具包的系统框架、核心技术途径以及与传统性能分析工具(以气动分析为例)的接口形式,并完成了原型工具包的开发。最后以类硫磺石导弹为例,验证了所研究方法与工具包在导弹总体概念设计阶段的建模快速性和模型通用性。