检索结果-内蒙古大学图书馆

系统工程与电子技术 2012年第9期34卷 1834-1840页

作者：龙腾刘莉北京理工大学飞行器动力学与控制教育部重点实验室北京100081 北京理工大学宇航学院北京100081

为了提高标准协同优化的收敛性并扩展其多目标优化能力,将Pareto多目标遗传算法用于协同优化的系统级优化,提出了一种改进的Pareto多目标协同优化策略(enhanced collaborative optimization using Pare-to multi-objective genetic algo... 详细信息

为了提高标准协同优化的收敛性并扩展其多目标优化能力,将Pareto多目标遗传算法用于协同优化的系统级优化,提出了一种改进的Pareto多目标协同优化策略(enhanced collaborative optimization using Pare-to multi-objective genetic algorithm,ECO-PMGA)。为了保证非劣解集的Pareto最优性与均布性,提出了一种考虑拥挤度的非劣解逐级排序方法。ECO-PMGA采用2-范数形式的学科间一致性约束以提高学科级优化的效率。通过两个典型的优化算例对ECO-PMGA的数值稳定性与搜索Pareto非劣解集的能力进行了检验。研究结果表明,ECO-PMGA的收敛性与数值稳定性得以显著提高,而且ECO-PMGA具有良好的Pareto多目标优化能力。因此,ECO-PMGA在复杂耦合系统的多目标优化设计方面具有较高的实用价值。

关键词：协同优化 Pareto多目标遗传算法多学科设计优化 Pareto最优

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基于信赖域的动态径向基函数代理模型优化策略

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机械工程学报 2014年第7期50卷 184-190页

作者：龙腾郭晓松彭磊刘莉北京理工大学飞行器动力学与控制教育部重点实验室北京100081 北京理工大学宇航学院北京100081

为了提高飞行器等复杂工程系统的设计质量与优化效率,基于代理模型的优化得到广泛应用。将信赖域思想引入基于代理模型的优化中,提出基于信赖域的采样空间更新策略,进而发展了一种基于信赖域的动态径向基函数代理模型优化策略(Trust reg... 详细信息

为了提高飞行器等复杂工程系统的设计质量与优化效率,基于代理模型的优化得到广泛应用。将信赖域思想引入基于代理模型的优化中,提出基于信赖域的采样空间更新策略,进而发展了一种基于信赖域的动态径向基函数代理模型优化策略(Trust region based dynamic radial basis function,TR-DRBF)。通过Maximin拉丁超方试验设计方法选取样本点,选用径向基函数方法构造代理模型,采用全局优化算法对所构造的代理模型进行优化,根据已知信息进行信赖域采样空间更新,在其内部选取新增样本点并更新代理模型,直至优化收敛。将本优化策略用于标准数学测试算例和工字梁设计优化实例,并与国内外现有研究成果进行比较,证明了TR-DRBF在优化效率和全局收敛性方面都有较好的表现,尤其是针对高维优化问题时,TR-DRBF具有更显著的优势。

关键词：径向基函数动态代理模型多学科设计优化信赖域

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基于同伦方法的跳跃式再入轨迹优化

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北京理工大学学报 2014年第3期34卷 221-225页

作者：吴旭忠唐胜景郭杰朱大林北京理工大学宇航学院飞行器动力学与控制教育部重点实验室北京100081

采用间接法,以总气动热载荷最小为优化目标,对Apollo型飞行器的月球返回再入轨迹进行优化,同时考虑关于热流密度的二阶状态变量约束.为了克服基于解决多点边值问题的打靶算法的收敛域小,难以猜测初值以及需预先知道约束结构的难点,提出... 详细信息

采用间接法,以总气动热载荷最小为优化目标,对Apollo型飞行器的月球返回再入轨迹进行优化,同时考虑关于热流密度的二阶状态变量约束.为了克服基于解决多点边值问题的打靶算法的收敛域小,难以猜测初值以及需预先知道约束结构的难点,提出一种结合自动判断约束结构和初始化对应打靶方程技术的同伦方法.将一个较简单的无状态约束最优控制问题逐渐过渡到需解决有约束的最优控制问题以完成轨迹优化求解.数值算例表明,使用该同伦方法可以有效地满足月球返回飞行器最优初始再入段的状态变量约束.

关键词：最优控制二阶状态变量约束同伦方法跳跃式再入

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斜掠气梁充气翼湿模态分析与试验

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航空学报 2023年第2期44卷 222-236页

作者：孟繁敏马诺马文朝孟军辉李文光北京理工大学宇航学院北京100081 北京理工大学飞行器动力学与控制教育部重点实验室北京100081

参考气动弹性剪裁思想,通过将充气翼内部气梁沿展向偏转一定角度设计一种新型斜掠气梁充气翼。针对充气翼结构动力学特性研究需要对考虑周围空气影响的湿模态进行分析,在考虑空气附加质量影响和流场对于系统刚度贡献的前提下,发展了一... 详细信息

参考气动弹性剪裁思想,通过将充气翼内部气梁沿展向偏转一定角度设计一种新型斜掠气梁充气翼。针对充气翼结构动力学特性研究需要对考虑周围空气影响的湿模态进行分析,在考虑空气附加质量影响和流场对于系统刚度贡献的前提下,发展了一种针对柔性充气结构湿模态快速建模分析的附加质量-刚度法。在柔性充气管算例验证了所提方法有效性的基础上,完成了对传统直梁充气翼和斜掠气梁充气翼湿模态的仿真研究,并与地面振动试验(GVT)结果进行对比分析。结果表明,3种充气翼湿模态仿真结果与试验结果均吻合较好,充气翼结构固有频率随充气内压上升而增加,同时相比于传统直梁充气翼,斜掠气梁充气翼第1阶与第2阶模态具有更低的固有频率之比,且弦向模态能够显著消除,对改善充气翼飞行器的气弹性能具有重要意义。

关键词：充气翼动力学特性湿模态附加质量-刚度法地面振动试验

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云制造环境中的虚拟制造单元

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计算机集成制造系统 2012年第7期18卷 1415-1425页

作者：曹啸博许承东胡春生北京理工大学飞行器动力学与控制教育部重点实验室北京100081 北京理工大学宇航学院北京100081

为实现云制造环境下制造资源的灵活配置和制造能力的按需匹配,提出云制造环境中的虚拟制造单元(VMU-CM)和云制造环境中的虚拟制造中心(VMC-CM),基于VMC-CM给出了产品的制造过程。对云制造环境下制造资源、制造能力的特点进行分析,对制... 详细信息

为实现云制造环境下制造资源的灵活配置和制造能力的按需匹配,提出云制造环境中的虚拟制造单元(VMU-CM)和云制造环境中的虚拟制造中心(VMC-CM),基于VMC-CM给出了产品的制造过程。对云制造环境下制造资源、制造能力的特点进行分析,对制造资源和制造能力进行具体分类,给出了VMU-CM的结构和构造流程,根据制造任务设定VMU-CM的信息,构造从事各类制造活动的VMU-CM。通过生产过程、组织结构和对外服务信息,将各类VMU-CM整合起来构建VMC-CM。将VMC-CM的制造能力信息封装为制造服务接入制造服务中心,实现了"制造资源—制造能力—制造服务"的制造资源虚拟化过程。通过VMU-CM和VMC-CM的部分理论在面向集团企业的云制造平台的制造能力标准制定和制造服务中心构建中的应用,证明了所提理论的可行性。

关键词：云制造虚拟制造单元制造能力制造服务

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基于自适应采样的高超声速飞行器气动热全局快速预示

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航空学报 2023年第6期44卷 133-150页

作者：杨国涛岳振江刘莉北京理工大学宇航学院北京100081 北京理工大学飞行器动力学与控制教育部重点实验室北京100081

高超声速飞行器热防护系统设计中高精度气动热分析模型使得设计计算成本不断增加,基于数据驱动的气动热环境预示方法受到广泛关注。针对有限高精度模型计算成本下提升全局预示精度的问题,提出一种基于模糊聚类的批量自适应采样方法。根... 详细信息

高超声速飞行器热防护系统设计中高精度气动热分析模型使得设计计算成本不断增加,基于数据驱动的气动热环境预示方法受到广泛关注。针对有限高精度模型计算成本下提升全局预示精度的问题,提出一种基于模糊聚类的批量自适应采样方法。根据预示误差分布特征通过聚类采用超球分割构建采样影响域,兼顾误差较大的重点采样域与全局探索;通过当地误差评分系数加权构建采样拒绝域,减小新增样本冗余;结合maxmin准则在综合确定的重点采样空间中新增样本,提升采样质量,进而实现预示模型全局精度快速提升。数值测试算例表明,所提方法与One-Shot、APSFC、CV-Voronoi方法相比能有效降低所需采样规模,加速提升预示精度。通过类HTV-2飞行器气动热快速预示实例,验证了方法的有效性与工程实用性。

关键词：自适应采样模糊聚类快速预示高超声速气动热

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一种运载火箭时变结构模态参数辨识的确定性演化方法

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宇航学报 2020年第4期41卷 379-388页

作者：余磊刘莉崔颖岳振江康杰北京理工大学宇航学院北京100081 北京理工大学飞行器动力学与控制教育部重点实验室北京100081

针对运载火箭的时变结构模态参数辨识问题进行研究,基于时变自回归滑动平均(TARMA)模型,提出一种时变结构模态参数辨识的确定性演化方法。该方法利用小波基函数的良好局部函数拟合能力,将墨西哥帽小波函数作为TARMA模型时变系数的空间基... 详细信息

针对运载火箭的时变结构模态参数辨识问题进行研究,基于时变自回归滑动平均(TARMA)模型,提出一种时变结构模态参数辨识的确定性演化方法。该方法利用小波基函数的良好局部函数拟合能力,将墨西哥帽小波函数作为TARMA模型时变系数的空间基底,构建了基于小波函数的泛函序列时变自回归滑动平均(FS-TARMA)模型,并发展了两步最小二乘估计方法,实现了时变系数的解耦估计。通过有限单元法,建立了阿里安V号芯级运载火箭时变有限元模型,对所提辨识方法进行了验证,结果表明:墨西哥帽小波基FS-TARMA方法能够有效地辨识系统的时变模态参数;与传统傅里叶基FS-TARMA方法相比,具有更好的辨识精度,并且能够准确地反映出模态局部细节特征。

关键词：运载火箭时变结构动力学建模模态参数辨识小波函数

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跨域变体飞行器气动力热非层次多模型融合降阶方法

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航空学报 2023年第21期44卷 159-172页

作者：武宇飞龙腾史人赫张尧北京理工大学宇航学院北京100081 北京理工大学飞行器动力学与控制教育部重点实验室北京100081

跨域变体飞行器根据飞行状态改变构型以提升大空域宽速域飞行能力,已成为当前研究热点。建立了类乘波体跨域变体飞行器基于雷诺平均纳维–斯托克斯(RANS)方程的气动力热高精度模型、基于工程估算方法的气动力热低精度模型。针对高超声... 详细信息

跨域变体飞行器根据飞行状态改变构型以提升大空域宽速域飞行能力,已成为当前研究热点。建立了类乘波体跨域变体飞行器基于雷诺平均纳维–斯托克斯(RANS)方程的气动力热高精度模型、基于工程估算方法的气动力热低精度模型。针对高超声速气动力热仿真存在非层次多模型的特点,提出基于多层Kriging与二次规划的非层次多模型融合降阶方法(NMF-MKQP),推导解耦的均方误差表达式,将比例系数极大似然估计全局优化问题转化为二次规划问题,解析确定模型比例系数以降低构造成本,高效实现非层次多模型融合降阶。数值算例测试结果表明,降阶模型的近似精度与国际同类算法相比具有明显优势。基于气动力热特性降阶模型,揭示了后掠角及展长对跨域变体飞行器气动力热特性的影响规律,进而确定滑翔跨域飞行的变体方案。在减少最大热流的同时,变体方案通过增加升阻比,改善了飞行器跨域飞行性能。

关键词：跨域变体飞行器气动力热非层次多模型融合模型降阶机翼变后掠机翼变展长

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索式火箭回收着陆系统缓冲装置设计与分析

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宇航学报 2022年第9期43卷 1152-1162页

作者：张欢张成宋晓东北京理工大学宇航学院北京100081 北京理工大学飞行器动力学与控制教育部重点实验室北京100081

针对索式火箭回收着陆系统中摩擦缓冲装置的缓冲能力和调节能力有限的问题,提出了一种基于最小二乘法和系统动力学特性的液压缓冲装置反问题设计方法。该方法通过对液压缓冲装置中控制阀凸轮外形和储能器初始压强的设计来调节着陆火箭... 详细信息

针对索式火箭回收着陆系统中摩擦缓冲装置的缓冲能力和调节能力有限的问题,提出了一种基于最小二乘法和系统动力学特性的液压缓冲装置反问题设计方法。该方法通过对液压缓冲装置中控制阀凸轮外形和储能器初始压强的设计来调节着陆火箭运动学特性,使火箭按照特定的运动学特性在有限的缓冲位移内减速至静止稳定且缓冲加速度最小。对索式火箭回收着陆系统建立精准高效的多体动力学模型,并针对不同的工况进行仿真校验。仿真结果表明根据所提反问题设计方法设计的索式火箭回收着陆系统能够按照特定的运动学特性减速缓冲着陆火箭,具有较强的减速缓冲能力;针对不同质量和着陆位置偏差的着陆火箭,具有自动调整液压阻力保持火箭相同的运动学特性的能力。

关键词：可重复使用火箭着陆系统多体动力学液压缓冲反问题设计

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基于本征正交分解和代理模型的高超声速气动热模型降阶研究

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航空学报 2015年第2期36卷 462-472页

作者：陈鑫刘莉岳振江北京理工大学宇航学院北京100081 北京理工大学飞行器动力学与控制教育部重点实验室北京100081

气动热弹性分析是高超声速飞行器设计的关键技术之一。高超声速飞行器气动热的准确快速预测是气动热弹性分析的重要前提。针对当前气动加热工程计算、数值计算和实验研究均不能很好满足设计要求的问题,采用本征正交分解(POD)与代理模型(... 详细信息

气动热弹性分析是高超声速飞行器设计的关键技术之一。高超声速飞行器气动热的准确快速预测是气动热弹性分析的重要前提。针对当前气动加热工程计算、数值计算和实验研究均不能很好满足设计要求的问题,采用本征正交分解(POD)与代理模型(Surrogate)技术结合的模型降阶(POD-Surrogate)方法,建立了一种快速高效的高超声速气动热降阶模型框架。针对典型高超声速三维翼面气动热预测研究结果表明:当保留的POD基模态个数大于20时,PODKriging方法和POD-RBF(Radial Basis Function)方法的降阶模型得到的翼面温度分布与计算流体力学(CFD)计算温度L∞平均误差分别达到6%和14%,相对均方根误差(NRMSE)平均误差分别达到4%和12%,继续增加POD的基模态并不能提高降阶模型的预测精度;针对高超声速机翼气动热计算,POD-Kriging方法比POD-RBF方法具有更高的精度;针对典型的高超声速三维翼面气动热预测表明:基于POD-Surrogate方法的气动热降阶模型具有较高的精度和效率。

关键词：高超声速气动热本征正交分解代理模型降阶模型

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