基于宽容分层序列法的机载控制台拓扑优化设计

基于拓扑优化的宽容分层序列法理论,在Hyper Work软件平台对机载控制台下台体进行概念设计阶段的拓扑优化。以下台体刚度最大为优化目标,以单元密度为设计变量,体积分数为约束条件进行拓扑优化获得初步结果,然后增加设计宽容值重新建立拓扑优化设计空间,并以下台体第1阶频率为优化目标,以体积分数和频率响应位移作为约束条件进行第2次拓扑优化。经过多目标拓扑优化所得模型,材料密度分布均匀,拓扑结构清晰。局部调整拓扑优化布局结果并采用参数化建模技术获得控制台台架的概念设计模型,为后续机载控制台的结构灵敏度分析提供依据。

机场空中交通环境质量优化路径研究

机场空中交通环境质量的提升对实现机场的可持续发展、推动民航业发展绿色转型具有重要的意义。针对现有研究较少从多因素角度开展机场空中交通环境质量评价并对机场整体环境质量进行优化的缺陷,从大气污染物、航空器噪声和碳排放三个角度识别机场空中交通环境质量的影响因素,基于解释结构模型构建机场空中交通环境质量的优化路径;通过建立机场空中交通运行的概率场景,基于宽容分层序列法构建机场空中交通环境质量优化模型,并结合遗传算法进行求解。以南京禄口国际机场为例进行实证分析,结果表明:机型比例和航线结构是影响机场空中交通环境质量的关键因素,优化后机场空中交通环境质量内梅罗指数降低了32.5%,可有效改善机场空中交通环境质量。

基于智能代理分布式管理系统的电动汽车充放电策略

随着电动汽车的发展与普及,提出了一种用于协调电动汽车充放电的智能多代理分布式管理系统。建立以用户充电费用支出和负荷曲线峰谷差最小化为目标的多目标优化策略,采用蒙特卡洛方法模拟电动汽车用户行为。在峰谷电价的引导下,用户利用谷时段充电、峰时段放电提高自身利益,在初步得到理想的充电时段区间后,引入学习训练机制调整可间断充放电分段数,使负荷曲线最终达到理想的削峰填谷效果,采用宽容分层序列法求解多目标优化。优化结果表明本文的策略平抑负荷波动效果显著,能有效减少用户支出,增加用户收益,实现电网与用户互利双赢。

考虑供能设备故障风险的电-气-热综合能源系统优化运行

为了应对综合能源系统(Integrated Energy System,IES)中供能设备存在的潜在故障风险,建立了基于运行状态的设备故障概率模型以及基于负载率的设备故障严重度模型,表征设备不同运行状态与系统安全风险关联关系。在此基础上,以运行成本和风险值为优化目标,综合考虑电力、天然气和热力管网以及机组出力等多种约束,建立了IES多目标优化运行模型。运用二阶锥松弛、分段线性化和宽容分层序列法将该模型处理为混合整数二阶锥规划模型,并用宽容度表征系统对风险的接受程度。算例分析结果表明该模型求取的运行策略可以较好地兼顾系统运行安全性与经济性,验证了所提模型和方法的合理性和有效性。

一种基于混沌理论的“量”-“型”相似预测模型

相空间相似点模型是一种基于混沌理论的预测方法,提出"量"-"型"耦合的相似性识别技术对该方法进行改进。将以欧氏距离描述两个相点的空间接近程度定义为相点的"量"相似,以累积单位阶跃函数描述两个相点的内部结构相似程度定义为相点的"型"相似,建立双目标相似点寻优模型并采用宽容分层序列法求解,实现混沌预测。以丹江口水库流域月降雨序列为研究对象,对改进方法进行应用研究。结果表明,相较于原模型,新方法的预测精度有较明显提高,以逐月降雨预报为例,相对误差(取绝对值后的平均值)从44%降低到23%。改进后的混沌"量"-"型"相似预测模型有效可行,为月降雨预报提供了一种新途径。

基于用电行为特征挖掘的电价优化模型研究

随着人们的生活水平不断提高,生活用电也有所增加,传统的电价方法已经无法满足现有社会发展需求,急需一种新型的电价优化模型。在拉开比和峰谷电价比为决策变量的基础之上建立了基于用电行为特征挖掘的电价优化模型研究,有效的将宽容分层序列法应用到模型当中,解决了多目标问题。实验结果表明:基于用电行为特征挖掘的电价优化模型取得了良好的削峰填谷效果,且在一定程度上提高了我国电力系统的经济性和稳定性。

CFRP/Ti叠层构件钻孔工艺参数多目标优化方法

碳纤维增强复合材料/钛合金(CFRP/Ti)叠层构件以其优异性能广泛应用于航空航天领域。为保证孔同轴度和加工效率,通常采用同一参数对CFRP/Ti叠层构件进行一体钻孔。而CFRP和钛合金的材料属性和切削性能各异,一体钻孔会出现不同程度的CFRP撕裂、钛合金出口毛刺、孔径偏差等多种质量缺陷。由于工艺参数对各个质量缺陷的影响不同,甚至存在矛盾,难以找到合适的参数使得各质量缺陷均达到最小。为得到最优工艺参数,提高钻孔综合质量,对CFRP/Ti叠层构件钻孔工艺参数多目标优化方法进行了研究。根据实际工艺情况建立了CFRP/Ti叠层构件钻孔工艺参数多目标优化模型;结合钻孔工艺参数离散化的特点,基于帕累托占优原理构建了帕累托最优工艺参数集穷举搜索算法,并基于宽容分层序列法构建最优工艺参数决策算法;以T700-TDE85/Ti-6Al-4V叠层构件为对象,得到了最优工艺参数,验证了方法的可行性和有效性。