面向航程能力的固体火箭发动机方案设计优化

为解决飞行器航程最优为目标的固体火箭发动机方案设计优化问题,在固定规模约束下建立了复杂三维发动机装药、壳体和喷管的几何参数化模型及推力、质量的性能模型,同时,根据助推滑翔飞行器飞行环境严酷、性能要求高等特点,建立了多约束飞行器航程能力评估模型,然后采用改进自适应Legendre-Gauss-Radau伪谱法评估当前发动机方案对应的飞行器最大航程,构建了含约束的混合整数参数优化问题。针对高耗时混合整数参数优化问题,引入Kriging代理模型,对实数型序列近似优化算法进行了调整,加入了整数约束。针对传统全局加点准则收敛速度慢的问题,提出了局部增强策略,并进行了数值验证。仿真结果表明：采用改进自适应伪谱法得到的飞行轨迹满足全部约束要求,相对于初始固体火箭发动机方案,优化后的发动机方案对应的最大航程提升了12.89%,改进算法的优化结果与遗传算法一致,但耗时函数的调用次数仅为后者的2%,且相比于传统序列近似优化算法,该算法具有一定的全局搜索能力,有效改善了收敛速度。     

基于蚁群算法的改进装配序列规划方法

机械产品的装配序列直接影响到产品质量和成本,装配序列规划是产品设计的重要内容.为快速实现产品装配序列规划,根据零部件间的装配优先关系,提出了一种改进的装配序列规划方法,并基于蚁群算法予以实现.该方法充分考虑装配过程中的几何约束关系,并引入稳定性、装配经验等因素的影响,以稳定性、装配经验、装配工具和方向的改变次数为影响因子构建优化目标评价体系,使所得解更具有实际指导意义.在求解过程中,根据几何约束关系运用动态候选集合策略限制蚁群的搜索空间,提高了搜索效率;考虑稳定性因素的影响改进了蚁群的状态转移规则,同时引入局部-全局信息素更新规则,保证了蚁群获得最优或近优解.最后,通过实例研究验证了算法的可行性和高效性.     

基于CSP的含分布式发电孤岛划分模型及算法

DG的孤岛运行可作为供电恢复过程中提高供电可靠性的一种重要运行方式．在配电网发生故障时,为了及时制定出优化的孤岛划分方案,提出了含DG的孤岛划分模型和算法,以及基于约束满足问题模型,采用回溯算法对该约束满足问题进行求解,最后用算例验证了所提方法的有效性和优越性．     

基于解析几何的三维装配约束求解

为解决三维装配中约束求解因沿用二维约束中的数值迭代算法而存在的求解效率不高等问题 ,提出了基于解析几何中刚体运动的装配约束求解方案 .在对装配约束进行抽象后 ,将其分类和定义成几何元素间的三种位置关系 .然后 ,分析了解析几何中的刚体的运动规律 ,并在该规律基础上 ,结合装配组件多为刚体的特点 ,提出了三维约束求解的解析方法 .最后 ,通过一个实例对求解的关键作了具体的说明 .     

大跨空间结构阻尼布置的改进蚁群算法优化

针对大跨空间结构减振控制中的优化问题,对传统蚁群算法进行研究和改进,提出引入解决阻尼器布置的最优位置与数量问题的思路与具体方法,并通过典型网壳结构的模拟加载算例验证了蚁群优化算法的有效性。通过蚁群优化算法应用在空间网壳结构上的高效计算,可以准确得到兼顾减振有效性与工程经济性的阻尼器布置最优方案。     

基于解析几何的三维装配约束求解

为解决三维装配中约束求解因沿用二维约束中的数值迭代算法而存在的求解效率不高等问题,提出了基于解析几何中刚体运动的装配约束求解方案．在对装配约束进行抽象后,将其分类和定义成几何元素间的三种位置关系．然后,分析了解析几何中的刚体的运动规律,并在该规律基础上,结合装配组件多为刚体的特点,提出了三维约束求解的解析方法．最后,通过一个实例对求解的关键作了具体的说明．     

基于机器视觉的插销自动装配算法研究

针对工业传输链条在插销装配工艺中位置准度要求,提出了一种基于机器视觉的低成本、低算力、高精度的插销自动调整系统。在图像采集阶段,通过对背景差分算法加入帧数获取约束后有效快速去除干扰背景;在位置获取阶段,对霍夫变换引入粒子群算法加快插销边缘特征定位,并结合最小包围矩计算出插销的角度位置;与其他几种常见匹配算法进行比较,结果表明改进后的方法不仅提高了计算速度,并且能够获得更高的计算精度。     

某汽车座椅混流装配线多目标排产优化

针对某汽车座椅混流装配线多型号多批次混流装配周期长、订单多样化、难以满足客户需求等问题,建立以产品最小完工时间和等待时间为目标的排产优化模型,并设计一种基于循环拥挤排序的改进快速非支配排序遗传算法进行求解.以某企业混流装配线为例,运用多种算法进行优化前后排产方案的对比分析,验证所提模型及算法的可行性.应用Plant Simulation对所提排产优化模型与算法实用性进行验证,仿真结果表明,文中模型及算法能有效缩短装配周期,提高装配线资源利用率.     

基于二部图模型的欠、过约束几何约束系统的识别和处理

采用表达几何基元参数和基本几何约束的二部图模型表示几何约束系统,提出一种新的基于二部图最大匹配的几何约束求解方法,并由二部图分解法对几何约束系统的欠、过约束属性进行识别。通过加入几何约束优先级,改进几何约束装配机制来处理欠约束几何约束系统;当处理过约束的几何约束系统时,由改进的人工蜂群算法识别一致性与非一致性过约束并对识别的过约束子域进行有效处理。研究结果表明,本文基于新的二部图模型的几何约束求解方法是行之有效的。     

几何约束求解的扩展C-树分解法

为了有效分解几何约束系统,本文提出了一种基于增量LMA(ILMA)算法的扩展C-树分解法,该方法将几何约束系统分解为一棵扩展C-树。与C-树分解法相比,该方法能够保证以任意装配几何约束的方式构造的扩展C-树是几何约束系统的最大化分解。实例分解结果表明:将本文方法应用于几何约束求解是行之有效的。     

管道冰堵检测中应变式传感器的卡具优化

利用应变式传感器对管道冰堵位置进行检测时,为了操作方便,避免多次粘贴应变片,建议采用可以 多次拆装的卡具元件。对卡具结构进行了优化设计,提出了一种开椭圆形小孔的n形卡具结构,对该卡具在检测过 程中的受力情况进行了理论分析,并应用有限元分析软件进行了应变模拟,分析结果表明,具有该结构的卡具可以 有效地提高输出信号的信噪比,为该卡具的使用奠定了理论基础。     

一种改进的灰狼优化算法

为了克服标准灰狼优化(GWO)算法寻优精度不高,难以在收敛速度和避免陷入局部最优之间取得平衡等问题,提出了一种改进的灰狼优化(IGWO)算法.该算法采用非线性收敛因子策略和自适应调整策略来提高寻优精度和加快收敛速度.选取10个基准函数对IGWO算法进行验证表明,IGWO算法的优化精度和收敛速度显著优于标准GWO算法和其他元启发式算法,因此本文提出的IGWO算法在求解最优参数方面具有良好的应用价值.     

Optimization of Wind Turbine Hub Assembly Sequence Based on Intelligent Algorithm

A method for hub assembly sequence planning oriented to the fixed position layout is proposed. An assembly relationship model was constructed to describe the relationship between hub assembly components and workstations, considering the layout of the hub assembly line and process constraints, including the assembly precedence matrix, workstation assembly capability table and criticality table of components. The evaluation mechanism for the assembly sequence was established. Values from the evaluation functions with engineering significance were used to select the optimal assembly sequence from the perspective of assembly time, assembly index and assembly path distance. In function, the criticality of components was introduced into the traditional assemblability index, comparing the multi-objective dragonfly algorithm (MODA) with non-dominated sorting genetic algorithm-Ⅱ (NSGA-Ⅱ) to complete the assembly sequence planning and assignment for workstations. The optimized results show that the presented method is feasible and efficient for solving the hub assembly sequence planning problem.     

SWMM产汇流模型参数的设计条件等价优化

为解决模型技术应用于校核雨水管网设计方案时的设计条件等价化问题,提出基于暴雨洪水管理模型(storm water management model,SWMM)的产汇流参数等价处理方法.该方法从推理公式法的基本原理出发,以其流量过程线假设为基础,通过模型模拟恒定设计降雨,以模拟汇水区出流流量过程线是否与推理公式法假设流量过程线特征相吻合为判断等价的依据,通过实例验证了提出的设计条件等价原理实施的可行性;同时,为了解决人工调试参数的繁复性,提出采用改进的粒子群优化算法(PSO)自动实现参数的优化调整过程.     

极小降压空间下城市供水管网的DMA分区方法

在实施独立计量区域（DMA）分区时关闭边界阀门会造成管网中局部压力不满足管网规定最小服务水压.针对上述问题,以谱聚类算法分区后边界管段(BPs)的数量及其平均体积流量、管径和长度作为目标函数,通过MATLAB中的函数gamultiobj得到最优分区BPs.设置一系列不同的最小服务水压并将它们作为约束条件,以分区后节点平均水龄和分区成本为目标函数,经gamultiobj优化计算得到Pareto最优解,根据解的情况确定BPs上设备的最优布置方案.采用模拟退火算法找出最佳管段更换方案,使得管网水压满足要求.以仅有0.09 m降压空间的Modena管网为例,采用本研究方法,在顺利完成分区的基础上还使分区后大体积流量用户和管网末梢用户的水质得到改善.该方法可以实现极小降压空间下管网的DMA分区,且在分区后仍能保证管网正常运行.     

基于Kriging模型的汽轮机基础优化方法

本文以Kriging方法为基础,以ANSYS软件平台为构建汽轮机基础模型以及求解位移响应的依据,对汽轮机基础结构进行了常规动力优化.针对汽轮发电机基础动力优化问题,以汽轮机基础结构截面面积和几何位置为设计变量,以结构重量和最大动位移最小化为目标的多目标优化设计模型.采用分级优化的思想,截面面积优化与几何位置优化交替进行,通过多个汽轮机基础的算例结果表明:本方法适用性强,优化效果比较明显,具有一定的工程应用价值.     

单目视觉坐标测量方法

为了解决现代化生产中对高精度、大尺寸、三维整体现场在线测量技术的需求问题,提出了一种基于光学测头成像的单目视觉坐标测量方法。该方法以光学测头上的光学特征点作为成像目标,利用单个摄像机获取测量信息。测量过程中,通过分析光学测头上光学特征点的二维成像坐标,利用特征点之间已知的几何约束知识和摄像机的透视投影模型,建立特征点与对应像点的求解关系。通过基于奇异值分解的位姿优化算法确定特征点的空间位置坐标。根据特征点与测尖间已知的位置约束关系确定被测点的空间坐标,从而实现坐标测量目的。测试实验结果表明,该方法切实可行,系统的测量不确定度小于0.32mm。     

适用于三段大部件对接的柔性装配平台设计与优化

针对飞机数字化装配系统要求具有充分柔性的问题,提出一种能同时满足3种不同机型的柔性装配平台,主要内容包括：根据3种不同机型工艺接头的安装位置,采用六块机身移动平台进行支撑的布局方案,并优化移动平台的外形尺寸;对移动平台进行结构设计,并采用有限元分析得到平台的应力分布、承载变形和振动模态;使用拓扑优化工具找寻与移动平台载荷匹配的加强筋分布,通过对比分析得到一种新的加强筋分布形式.该平台通过简单的配置可以适用于结构尺寸相近的不同飞机共平台装配,且工作稳定可靠,具有充分的柔性．