ATAM体系结构优化方法探讨

体系结构权衡分析方法（architecture trade-off analysis method,ATAM）以能力参数描述、场景和基于能力参数的体系结构3个概念为核心,获取体系结构要素的折衷点、敏感点、非风险点和风险点,实现体系的多目标优化。与探索性分析方法、多学科设计优化方法和基于仿真的方法相比较,ATAM方法具有变量空间优化、模型粒度适中、可操作性强等特点,在航天领域方案设计方面具有很好的应用价值和发展前景。     

Gradient-based Kriging approximate model and its application research to optimization design

In the process of multidisciplinary design optimization, there exits the calculation complexity problem due to frequently calling high fidelity system analysis models. The high fidelity system analysis models can be surrogated by approximate models. The sensitivity analysis and numerical noise filtering can be done easily by coupling approximate models to optimization. Approximate models can reduce the number of executions of the problem’s simulation code during optimization, so the solution efficiency of the multidisciplinary design optimization problem can be improved. Most optimization methods are based on gradient. The gradients of the objective and constrain functions are gained easily. The gradient-based Kriging (GBK) approximate model can be constructed by using system response value and its gradients. The gradients can greatly improve prediction precision of system response. The hybrid optimization method is constructed by coupling GBK approximate models to gradient-based optimization methods. An aircraft aerodynamics shape optimization design example indicates that the methods of this paper can achieve good feasibility and validity. Supported by the National High Technology Research and Development Program of China (“863” Program)     

机械优化设计的几种方法及评判指标

在机械优化设计的实践中,每一种优化方法都是针对某一种问题而产生的,都有各自的特点和各自的应用领域,不能绝对的用“好”或“不好”来评判.着重分析常用的机械优化设计方法,包括无约束优化设计方法、约束优化设计方法、基因遗传算法、模糊优化设计方法等并提出评判的主要性能指标.     

离散变量结构优化方法研究现状及趋势

为了对离散变量结构进行优化设计,相关学者对离散变量结构优化设计的理论和方法进行了大量研究,并做出了许多有益的成果。在总结前人研究的基础上对离散变量结构优化设计的研究现状及其发展历程进行了阐述,为使人们对离散变量结构优化的认识更全面深入,按照时间的先后顺序,对离散变量结构优化设计方法进行分类,并对现今比较实用的几种离散变量结构优化方法进行了系统分析,在说明其优点的同时,还总结了一些较为流行的改进方法,进而指出蚁群算法是一有前途的优化方法。根据离散变量结构优化设计问题的特点,对离散变量结构优化设计理论及方法的发展未来做出尝试性的探讨。     

基于结构优化理论的现代CAE技术

阐述了CAE技术用于优化设计的发展现状，介绍了结构优化基本理论及主要的优化算法，然后对优化方面的流行软件作了对比介绍，对一具体问题用OPTISTRUCT软件对其进行了优化分析。该算例证明了CAE优化技术在工程中的重要作用，并对CAE优化技术发展的前景作了展望．     

基于结构优化理论的现代CAE技术

阐述了CAE技术用于优化设计的发展现状,介绍了结构优化基本理论及主要的优化算法,然后对优化方面的流行软件作了对比介绍,对一具体问题用OPTISTRUCT软件对其进行了优化分析,该算例证明了CAE优化技术在工程中的重要作用,并对CAE优化技术发展的前景作了展望.     

设计优化参数驾驭技术研究及实现

飞行器设计技术日益复杂,设计优化正朝着综合化、可视化方向发展．设计优化可视化技术对促进优化技术在工程中的普及与应用、提高设计质量与优化效率具有重要意义．针对初步设计阶段设计自由度大而设计知识相对缺乏的矛盾,提出了设计优化参数驾驭方法．应用实例表明,设计优化参数驾驭技术能方便地分析系统主要影响因素,确定重要设计变量和参数,指导搜索方向,建立对设计优化的有效控制．     

房屋加层外套框架结构方案的优化设计

在旧房增层改造中采用外套框架结构体系时,框架型式具有跨度大、底柱高的特点,按常规设计时往往为肥梁胖柱,工程造价高,使用空间较低.本文提出了房屋加层外套框架结构方案的优化设计方法,利用适用于机械制造的优化软件包,编制了用于钢筋混凝土结构的优化程序,程序采用分部优化法,以结构成本为作为目标函数进行优化设计,并结合工程实例作了优化计算.结果表明本文提出的方法能合理地利用材料的性能,协调各构件的几何参数,从而减小工程成本.     

机电产品综合性能优化设计的基本理论框架

机电产品综合性能在设计各个阶段逐步形成.设计目标、产品模型和优化过程的动态演进最终决定产品综合性能的优劣.以产品综合性能优化为总目标,提出了以功能优化设计为总领、动态优化设计为核心、智能优化设计为目标、可视优化设计为手段的机电产品综合性能优化设计方法,构建了机电产品综合性能优化设计的过程模型.     

无人倾转旋翼飞行器冗余操纵控制策略设计

根据所建立的无人倾转旋翼飞行器飞行动力学模型配平和小扰动线性化处理结果分析了不同飞行模式下的操纵效率,应用多目标非线性控制方法的目标优化函数性能指标得到了操纵效率矩阵系数,设计了一套实用的舵面驱动分配策略,实现了飞行器全模式飞行,解决了飞行控制随飞行模式变化所要求的操纵冗余问题．采用所提出的操纵分配策略可使飞行控制器统一设计,无需按不同飞行模式设计控制器,有效降低了飞行控制器的设计难度．给出了一个全模式飞行仿真样例,运用线性PID控制器实现了稳定飞行控制．利用倾转旋翼飞行器飞行动力学模型仿真验证了操纵分配策略的有效性．     

高速公路隧道结构型式优选模型研究

针对现行选择高速公路隧道结构型式方法上的不足,遴选影响高速公路隧道结构型式选择的主要因素,根据因素的不同层次与类别,借鉴层次分析法,运用模糊优选理论建立并求解高速公路隧道结构型式优选模型,根据模型计算结果确定最优方案,结合实例介绍该方法的具体运用.实例研究表明,运用优选模型选择隧道结构型式能有效克服现行方法的缺点,优选结果正确,方法简便实用.     

An estimation method for direct maintenance cost of aircraft components based on particle swarm optimization with immunity algorithm

A particle swarm optimization (PSO) algorithm improved by immunity algorithm (IA) was presented. Memory and self-regulation mechanisms of IA were used to avoid PSO plunging into local optima. Vaccination and immune selection mechanisms were used to prevent the undulate phenomenon during the evolutionary process. The algorithm was introduced through an application in the direct maintenance cost (DMC) estimation of aircraft components. Experiments results show that the algorithm can compute simply and run quickly. It resolves the combinatorial optimization problem of component DMC estimation with simple and available parameters. And it has higher accuracy than individual methods, such as PLS, BP and v-SVM, and also has better performance than other combined methods, such as basic PSO and BP neural network.     

弧形钢闸门结构整体优化设计

对闸门结构的优化多将其简化为平面体系或者分别对各构件进行优化,而各构件的最优往往不能等同于结构整体最优.利用APDL语言对ANSYS进行二次开发,融合了有限元法数值计算的准确性和优化方法求极值的高效性,按真实的三维情况对闸门进行优化设计,成功解决了弧形钢闸门的三维优化问题,为优化设计的工程应用提供了一种方法.     

基于灰色粒子群算法的可靠性稳健优化设计

为提高车辆零部件的安全性和稳健性,应用可靠性稳健优化设计理论和多目标决策方法,将车辆前轴的可靠性稳健优化设计转化为多目标优化问题。运用灰色理论中的关联分析法,选取粒子群算法中的全局极值和个体极值,提出了适合可靠性稳健优化设计中多目标模型求解的灰色粒子群算法。与传统方法相比,该方法更能迅速准确地得到车辆前轴的可靠性稳健优化设计信息。     

换热网络优化设计进展

换热网络优化是化工生产过程中常遇到的一类问题,它除了与实际工业应用直接相关外,还是一个具有足够复杂性的可用来检验和评价新的优化技术的工程对象。本文在阐述换热网络优化的概念和意义的基础上,概述了两种常用的换热网络优化方法：热力学分析法和数学规划法。而后又引入了一种以生物进化思想为基础的渐进优化法（ＥｖｏｌｕｔｉｏｎａｒｙＯｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ）,将新发展的优化器与模拟器联接,同时进行参数和网络结构的优化。     

机构多目标优化与博弈决策设计

对机构多目标设计的优化和博弈两种方法进行了比较,说明采用博弈方法得到的设计变量解,其客观性和可信度高,同时具有稳定性。博弈设计方法能够应用于机构多目标设计。     

基于齿行法的仅受应力约束的连续梁结构优化计算

论述了运用齿行法对静定或超静定结构进行结构优化计算的优势,并在此基础上详细给出了其具体的算法步骤。在此理论基础上,运用齿行法对一仅受应力约束的连续梁实例进行结构优化分析。分析表明,齿行法在解决仅有应力约束的静定或超静定结构结构优化问题时,它一方面利用满应力条     

Robust Topology Optimization of Vehicle Suspension Control Arm

A robust topology optimization design framework is developed to solve lightweight structural design problems under uncertain conditions. To enhance the calculation accuracy and flexibility of the statistical moments of robust analysis, number theory integral method is applied to sample point selection and weight assignment. Both the structure topology optimization and number theory integral methods are combined to form a new robust topology optimization method. A suspension control arm problem is provided as a demonstration of robust topology optimization methods under loading uncertainties. Based on the results of deterministic and robust topology optimization, it is demonstrated that the proposed robust topology optimization method can produce a more robust design than that obtained by deterministic topology optimization. It is also found that this new approach is easy to apply in the existing commercial topology optimization software and thus feasible in practical engineering problems.     

基于SPI总线的LED彩屏硬件设计及优化

该设计是单片机嵌入式系统在LED彩色显示屏上的应用,主要实现的是PC机与单片机的通信,即从PC机上输入字符、数据和图像,再通过单片机处理,显示在大型彩色LED显示屏上这一过程的软、硬件设计.给出了硬件设计和优化的实现过程,并对在使用同一信号源的前提下,读数据信号及屏幕显示等控制信号衔接配合的工作过程进行了探讨.该设计的关键在于SPI总线电路、基于RAM的显示电路和控制电路的设计及优化.     

军用飞机RMTSS综合设计方法研究与应用

只有把RMTSS(reliability,maintainability,testability,supporta bility,security)真正融合到军用飞机的总体设计中去,才能使飞机充分响应用户需求并且具有良好的效费比。在描述质量功能展开(QFD)的基础上,结合层次分析法(AHP),提出了军用飞机RMTSS综合设计的一种全新方法(QFD AHP);同时详细推导了QFD AHP方法具体应用中的计算公式;最后以实例进行了军用飞机RMTSS综合设计和工程化的验证。