索网桁架式可展开天线的多目标优化设计

针对太空索网桁架式可展开天线的结构特点和性能要求建立了天线的有限元分析模型,并对其结构进行了优化设计研究.以天线的刚性周边桁架壁厚和柔性索单元内施加的预应力为设计变量,结构重量和天线表面精度为目标函数,结构的基频为约束条件,建立了天线的多目标优化数学模型.考虑到索网结构几何非线性计算的复杂性,采用遗传算法对模型进行优化求解.通过算例分析,得到了不同权重值时的多目标优化解集,优化结果对于工程实践具有一定的指导意义,也同时证明了该模型与方法的可行性和有效性.     

星载可展开有源相控阵天线结构的研究进展

星载可展开有源相控阵天线作为空间通信、电子侦察、导航、环境监测等卫星系统的"眼睛"和"耳朵",通过空间可展开结构实现较大的物理口径,利用有源相控阵体制实现独立控制多个点波束,克服了传统机械扫描天线的诸多缺点,已成为宇航领域的关键装备之一。总结星载有源相控阵天线发展历程,分析星载有源相控阵天线的结构形式、性能要求及应用情况,阐述国内外研究现状,并对其涉及的七项关键结构技术做了概要解析,探讨星载可展开有源相控阵天线结构领域的未来研究方向。     

星载可展开天线结构现状与发展

根据各种卫星不同的使用需要,星载可展开天线结构形式繁多,其分类方法也各不相同,根据星载天线反射面结构形式与天线展开驱动力的不同,对空间可展开天线结构的现状进行了比较系统的分析论述,并在此基础上,探讨了星载天线未来的发展趋势.     

大型星载天线的展开系统失效树分析

针对某周边桁架式大型星载天线进行了展开可靠性研究,重点在于展开机构的运动可靠性。首先分析了该大型天线的展开机理,并应用失效树分析方法建立起展开系统的失效树。随后探讨了星载天线展开机构可靠性的建模和底事件的失效概率计算,并在此基础上对系统的可靠度进行了预测。可靠性分析的结果表明：提高系统可靠性的关键环节在于防止动力矩不足和避免卡滞失效问题。     

周边桁架式索网天线型面的快速调整方法

提出了一种周边桁架式索网天线型面的快速调整方法。以最大误差节点及结构基频为判定条件,首先给出最佳待调整索段的确定方法,在此基础上,以最佳待调整索段的调整量为设计变量,型面误差为目标函数,索网应力为约束条件,建立了索网天线型面优化调整的数学模型。数值算例结果表明,所提出方法具有很好的收敛速度,调整工作量较小。     

网状可展开天线两种网面成形方式分析

网状可展开天线的关键特性之一是天线反射面的成形方式,它体现了天线的主要特点,决定了天线的性能与应用。文中分别就径向肋天线与周边桁架天线两种成形方式的面精度、质量、面精度调整及在轨的稳定性等关键特性作了较深入的分析与讨论。     

大型星载天线展开系统故障树的区间分析方法

针对某周边桁架式大型星载天线进行展开可靠性研究。分析大型星载天线的展开机理,并在对星载天线展开系统故障树分析的基础上,针对传统故障树分析中存在的不确定性难以量化的问题,结合D-S(dempster-shafer)理论和区间概率理论,提出星载天线展开机构故障树区间分析方法,构造失效独立和失效相关情况下故障树区间分析的与门区间算子和或门区间算子,在此基础上对系统的展开可靠度进行分析和预测。可靠性分析的结果表明文中提出的计算模型和分析方法是合理和可行的。     

考虑桁架柔性的可展开天线动力学分析

周边桁架式可展开天线的展开过程涉及复杂的动力学问题,对天线展开过程的研究有助于展开天线的设计、研制和优化。综合考虑天线展开过程中桁架结构的柔性变形和索网结构的变拓扑特征,建立了周边桁架式可展开天线展开过程的动力学模型。首先采用绝对节点坐标法的梁单元对外桁架结构建模,然后引入过渡函数来描述索段由松弛到张紧状态的转变,最后建立了周边桁架可展开天线的系统动力学方程。对天线进行动力学仿真分析,结果表明该方法能有效地分析天线的展开过程,桁架结构在内部索网张力的作用下会产生柔性变形,对驱动力和展开速度产生显著的影响。     

碳纤维复合材料在星载天线结构中的应用

随着电子设备结构轻量化技术的发展,碳纤维复合材料作为一种重要的材料在航空航天领域得到广泛应用。文中首先,总结了碳纤维复合材料的优异性能,介绍了碳纤维复合材料天线的铺层设计;接着,重点阐述了碳纤维复合材料星载喇叭天线、反射面天线、天线支架的结构设计要点;最后,基于工程实践提出了一些注意事项,以供其他类型星载天线结构设计参考。     

一种基于力密度的网状可展开天线索网结构初始形态设计方法

针对环形网状可展开天线索网结构的初始形态设计问题,提出一种基于力密度思想的找形与找力相结合的优化迭代设计方法。该方法将索网结构初始形态设计分为前、后索网设计两部分。通过优化迭代的方法设计前索网,在满足网面精度要求的条件下,实现前索网所有内部索段的张力相等、边界索段与内部索段的最大张力比最小;根据前索网的形和力,在调整索保持竖直、后索网满足高度要求的条件下,通过优化实现后索网最大张力比最小。仿真算例表明,对于旋转抛物面和偏置抛物面索网结构,该方法与现有方法相比,均可进一步提高索网张力的均匀性,该方法正确有效。     

ADAPTIVE LEARNING CONTROL OF CUTTING PARAMETERS FOR SCULPTURED SURFACE CUTTING BASED ON GENETIC ALGORITHMS AND NEURAL NETWORK

An adaptive learning control scheme intended to the on-line optimization of sculptured surface cutting process is presented. The scheme uses a back-propagation neural network to learn the relationships between process inputs and process states. The cutting parameters of the process model are optimized through a genetic algorithms(GA). The capacity of the proposed scheme for determining optimum process inputs under a variety of process conditions and optimization strategies is evaluated on the basis of milling of a sculptured surface using a ball-end mill. The experimental results show that the neural network could model the cutting process efficiently, and the cutting conditions such as spindle speed could be regulated for achieving high efficiency and high quality. Therefore the proposed approach can be well applied to the manufacturing of dies and molds.     

基于遗传算法的超精密切削表面粗糙度预测模型参数辨识及切削用量优化

建立易于分析各切削用量对粗糙度影响关系的表面粗糙度预测模型和最优的切削用量组合,是超精密切削加工技术的不断发展的需要。针对最小二乘法和传统优化方法的不足,提出了将遗传算法用于超精密切削表面粗糙度预测模型的参数辨识,并用于求解最优切削用量,给出了金刚石刀具超精密切削铝合金的表面粗糙度预测数学模型和切削用量优化结果,进行了遗传算法和常规优化算法的比较,结果表明遗传算法较最小二乘法和传统的优化方法更适合于粗糙度预测模型的参数辨识及保证切削用量的最优。     

基于遗传算法的模糊振动主动控制器的参数编码设计和约束处理

在采用模糊控制的压电材料智能结构中,利用遗传算法对模糊控制隶属函数进行优化时,遗传编码的设计将影响优化结果,从振动主动控制要求出发,设计了振幅输入模糊集的隶属函数参数编码,并对模糊子集约束条件进行处理。结果表明新的编码方式可以产生适合振动主动控制的隶属函数,且设计的约束修补算法简单有效。     

桁架优化遗传算法的若干改进

针对桁架优化问题研究二进制编码遗传算法，采用凝聚函数将约束优化问题转化为无约束优化问题，提出一种综合考虑约束值和适应度值的选择方法，保证了有潜力的设计被优先选择。并利用子代和父代之间的竞争使进化过程充分考虑以前最优值的遗传基因。算例表明，本文提出的方法是可行的，而且适应性更广。     

遗传算法的改进及其在离散变量刚架结构拓扑优化中的应用

在刚架结构受力分析的基础上，提出一种启发式方法，以快速产生符合机动性要求的拓扑结构形式。对既定的拓扑结构形式采用改进的遗传算法进行截面优化。主要改进措施有，对群体中的不可行个体和约束条件过度满足的个体进行改造，可提高种群的整体质量。在复制过程中采用最佳个体保护策略和最差个体替换法，避免优良基因由于遗传操作的偶然性而被破坏掉，同时使无竞争能力的个体被淘汰；在进化初期采用大的交叉率，以尽快筛选出最优个体；对最差个体采用大的变异率，使其向最优解逼近；在进化后期采用局部徘徊策略，以增强局部寻优能力。算例的结果表明，该方法用于离散变量刚架结构拓扑优化是有效的。     

基于混合遗传算法的固定货架拣选优化问题研究

采用一种结合Hopfield网络模型的遗传算法,解决了自动化立体仓库中固定货架拣选作业路径优化问题。 在利用Hopfield/Tank神经网络的快速局部搜索能力的同时,又利用了遗传算法的全局寻优特性,有效地获得全 局优化的拣选路径。仿真结果表明,算法能够满足待拣选货位点数目在较大范围内变动的要求。     

FLEXIBLE ASSEMBLY FIXTURING LAYOUT MODELING AND OPTIMIZATION BASED ON GENETIC ALGORITHM

There are many welding fixture layout design problems of flexible parts in body-in-white assembly process, which directly cause body assemble variation. The fixture layout design quality is mainly influenced by the position and quantity of fixture locators and clamps. A general analysis model of flexible assembles deformation caused by fixture is set up based on "N-2-1" locating principle, in which the locator and clamper are treated as the same fixture layout elements. An analysis model for the flexible part deformation in fixturing is set up in order to obtain the optimization object function and constraints accordingly. The final fixture element layout could be obtained through global optimal research by using improved genetic algorithm, which effectively decreases fixture elements layout influence on flexible assembles deformation.     

离散变量桁架结构拓扑优化的混合遗传算法

为了避免结构拓扑优化过程中杆件和节点的增删带来的计算上的麻烦,在对桁架结构受力分析的基础上,提出一种启发式方法,以快速产生符合机动性要求的拓扑结构形式;然后在既定的拓扑结构形式下采用混合遗传算法——拟满应力遗传算法进行截面优化。该方法通过在遗传算法中嵌入拟满应力算子,同时对基本遗传算法采用最优个体保留、最差个体替换和控制种群个体差异等改进措施,有效提高遗传算法求解的效率和质量。算例结果表明,该方法用于离散变量桁架结构拓扑优化是有效的。     

PARAMETRIC INFLUENCE AND OPTIMIZATION OF WIRE EDM OF HOT DIE STEEL

Wire-cut Electro Discharge Machining (WEDM) is a special form of conventional EDM process in which the electrode is a continuously moving conductive wire. The present study aims at determining parametric influence and optimum process parameters of Wire-EDM using Taguchi's technique and a Genetic algorithm. The variation of the performance parameters with machining parameters was mathematically modeled by Regression analysis method. The objective functions are defined as Dimensional Error (DE), Surface Roughness (SR) and Volumetric Material Removal Rate (VMRR). Experiments were designed as per Taguchi's L₁₆ Orthogonal Array (OA) wherein Pulse-on duration, Current, Pulse-off duration, Bed-speed and Flushing rate have been considered as the important input parameters. The matrix experiments were conducted for the material Hot Die Steel (HDS) having the thickness of 40 mm. The Heat Affected Zone (HAZ) characteristics of the eroded materials were assessed by Scanning Electron Microscope (SEM) and the microhardness of the material was tested using Vickers microhardness tester. The results of the study reveal that among the machining parameters, it is preferable to go for smaller pulse-off duration for achieving overall good performance. Regarding pulse-on duration, higher values are recommended for error constrained machining with higher MRR and constrained/limited values for attaining good surface texture. Smaller current is suggested for better surface finish/texture control, medium range for error control and high value for MRR. Finally, the validation exercise was performed with the optimum levels of the process parameters. The results confirm the efficiency of the approach employed for optimization of process parameters in this study.     

某型商用车方向盘高速抖动问题分析与优化

为了分析某型商用车高速行驶时方向盘抖动的问题,采用理论分析结合试验的方法,确定了车轮为引起方向盘抖动的激励源和方向盘抖动的传递路径。然后根据对传递路径中下摆臂衬套刚度灵敏度分析,并进行优化以解决方向盘高速抖动过程中的能量吸收问题。最后,经仿真分析和试验结果对比验证,优化后的方向盘高速抖动现象得到明显改善。