基于GT-Power DoE的柴油机进气系统多目标多参数优化

为进一步提升某船用柴油机的动力性、经济性和运行的可靠性,对柴油机的进气系统开展了多目标多参数的优化设计。基于柴油机工作过程及冷却系统耦合仿真模型,采用DoE中D-optimal抽样方法,以普通最小二乘法建立起多个变量因子的响应面模型,并采用多目标优化方法进行非归一化求解,得到额定工况下进气系统结构参数及运行参数的优化解集和最优解。仿真结果表明:优化后整机的输出功率及扭矩分别提升了3.8 kW和14.3 N·m;涡前排温、峰值缸压以及燃油消耗率分别降低了40℃,2.5 bar和2.1 g/(kW·h)。

水池多目标多参数动态模拟系统设计与实现

多目标多参数动态模拟系统是动态多目标跟踪水池实验系统的关键部分,设计开发了能够同时模拟多目标的距离、速度、方位、强度参数的动态回波模拟系统;其中运用了D/A转换芯片实现信号的幅值的线性衰减,以实现大动态范围输出,模拟不同强度的目标;利用多片开关矩阵芯片组合的方式实现了8路信号在128路输出通道间的随意切换,以模拟目标方位的步进式变化;并进一步运用等效声学中心原理,提出利用相邻发射源幅度加权来模拟目标方位的连续变化的方法。

多目标声纳信号的数字模拟及参数控制

介绍了一种多目标多参数目标信号数字模拟的方法及系统,讨论了较为复杂的目标回波信号模拟问题。水池实验的结果验证了所采用的理论模型的正确性和所建立的软硬件系统的可靠性。

水下多目标信号源的研制

针对水下多目标定位及跟踪技术的要求,设计并研制了一种用于水池试验、能够同时模拟输出多个水下目标反射回波或目标多亮点回波的多目标信号源;解决了信号源多通道独立、联合信号输出问题,实现了长数据的不间断输出和各通道输出波形、通道参数的实时可控;试验表明该信号源可同步模拟4个动态目标的方位、速度、距离等回波信息或目标亮点,实时性好,使用方便,且具有一定的通用性。

空间绳网捕获碰撞动力学分析与优化

逐年增加的太空碎片以及失效卫星对空间轨道资源的可使用性和可持续性构成了极大威胁。空间绳网捕获作为一种新型高效的太空碎片清除方式,其核心部件——绳网系统的设计与优化是在轨捕获任务圆满完成的重要前提。本文重点关注空间绳网系统与目标物的碰撞过程,基于有限元法和赫兹理论建立空间绳网系统动力学和绳网-目标碰撞动力学模型,利用Abaqus对空间绳网不同构型及参数的捕获碰撞过程进行了仿真分析,借助Design-Expert在网目形状确定的基础上设计了三因素的响应曲面实验,经过多组实验数据的交互响应分析与优化,得到了最优的绳网构型以及参数。经过仿真验证,该绳网系统的最大接触法向力为83.9 N,最大滑移量为14.379 mm,最大弹性应变能为836.4 J,与优化目标量之间的差值均在7%以内。该优化策略减小了绳网捕获碰撞过程的接触法向力与滑移量,能够降低捕获过程中绳网缠绕、撕裂等意外发生的概率,同时保障了足够的弹性应变能以满足能量缓冲的要求,对空间绳网构型及参数设计具有一定的参考价值,可为空间在轨捕获任务提供安全可靠的保障。

分段搜索的果蝇算法及其对纺织企业资源配置

为了解决纺织企业智能化资源配置中的多参数多目标优化问题,提出了Multi-P-LevyFOA。首先,建立纺织企业智能化转型的多参数多目标资源配置模型。然后,在迭代次数小于等于2/3总迭代数时,基于Levy飞行的随机数更新种群位置,扩大搜寻范围,避免陷入局部最优。在迭代大于2/3总次数时,使用均匀分布的随机数更新种群位置,缩小搜寻范围,避免跳出最优值范围。对算法在不同迭代时刻全局和局部寻优能力进行了分析,对Multi-P-LevyFOA的算法时间复杂度进行了分析并与标准FOA和5个改进的FOA进行比较,并证明了其收敛性。将Multi-P-LevyFOA与其他4种改进的FOA进行了性能对比,重点分析了算法阈值SEP在22个benchmark函数上的影响,研究了Levy飞行中β参数对寻优效果的影响规律。最后,以陕西某纺织企业的智能化资源配置为例,验证了Multi-P-LevyFOA的可行性。实验结果表明,Multi-P-LevyFOA能够有效地解决多参数多目标优化问题,为纺织企业智能化资源配置提供参考。

不同进汽温度火电机组多压冷端系统综合性能分析

为提高燃煤机组的效率和降低机组的度电成本,该文建立多压冷端多参数多目标优化模型,以高参数超超临界机组为对象,分析凝汽器汽室数量和汽室面积对冷端系统的影响规律,优化获得不同参数等级机组的最优凝汽器汽室数量、凝汽器面积及冷却水流量,得到不同参数等级机组的冷端设计方案。结果表明:多压冷端较单压冷端的总投资的增加量随凝汽器总面积的增大先减少再趋于平缓。对不同进汽温度进组而言,主蒸汽参数越高,多压冷端的经济性越好。当机组的度电成本一样时,采用多压冷端的机组的效率大于单压冷端。

耦合能量和熵产分析的热电制冷器多目标优化

能量和熵产最小化理论已广泛应用于热电系统优化,然而平衡制冷量最大化和熵产最小化的热电系统参数优化研究较少。本文基于能量平衡和熵产最小化理论,通过效率单元法和稳态热传递,建立了热电制冷器(TEC)的热力学数学模型,并评价系统的热力学性能。在固定冷端温度条件下,考虑热物性参数的温度依赖特性,研究了包括热电臂臂长L、半导体对数N及面积比率F等几何参数对制冷器制冷量和熵产的影响。同时,构建了多目标函数J以实现制冷量和熵产的耦合,并利用简化共轭梯度法(SCGM)对系统参数进行多参数多目标的优化。结果表明,多参数多目标能有效优化热电制冷器的性能,相比于初始几何结构,耦合评价指标J下降约为初始值的30%。