基于MODELCENTER的EPUAV系统模型建立与参数优化

建立了小型电动无人机(EPUAV)的系统模型,包括几何外形模型、气动参数计算模型、质量计算模型、发动机模型和操稳性模型。基于多学科协同设计集成优化平台ModelCenter进行系统集成,并建立了EPUAV的多学科设计优化模型,利用遗传算法实现了EPUAV的总体参数优化设计,实现了EPUAV的快速总体优化设计平台。飞行试验验证了EPUAV系统模型准确性,优化结果满足设计要求。

基于ModelCenter的精密气浮工件台系统建模与参数优化

针对精密气浮工件台运动时部件会不可避免地产生偏转和振动,建立了精密气浮工件台的系统模型,包括工件台几何模型,直线电机模型,气体轴承模型。在设定工况下对工件台系统的动态特性进行了数值仿真分析,得到了工件台系统的运动偏转误差曲线和气膜的垂向振动曲线,为工件台系统的设计提供了重要的理论参考价值。基于多学科协同设计集成优化平台ModelCenter进行系统集成,并建立了精密气浮工件台的多学科设计优化模型。利用遗传算法实现了精密气浮工件台的总体参数优化设计,优化结果满足设计要求。

基于ModelCenter平台的智能优化算法插件开发及应用

介绍了多学科优化设计软件ModelCenter,利用ModelCenter平台提供的接口和API函数开发了粒子群优化算法插件和模拟退火优化算法插件。将算法插件应用于某喷气教练机总体参数优化设计问题中,通过最终计算结果,验证了算法插件在飞行器总体设计中的有效性。智能优化算法插件的开发拓宽了ModelCenter的通用性,提高了优化效率,可以用于复杂产品的优化设计。

遥控武器站射击密集度分析平台开发

为了快速准确地预测遥控武器站(remote control weapon stations,RCWS)射击密集度,建立了遥控武器站部分机构参数化三维模型、内弹道计算、弹炮耦合动力学仿真、起始扰动计算、外弹道计算和射击密集度计算等模型组件。基于多学科集成优化软件ModelCenter进行了系统集成,开发了遥控武器站射击密集度快速分析平台。以某遥控武器站为例,利用该平台计算了遥控武器站的射击密集度。研究结果表明,该平台可满足遥控武器站射击密集度快速、准确分析的要求,也为遥控武器站动力学优化提供了基础。

模块化飞行器多学科集成设计平台研究

针对飞行器多学科设计优化(MDO)的特点和需求,利用ModelCenter框架良好的过程集成能力和开放性,对模块化飞行器多学科集成设计平台(MOMIDEA)的开发进行了研究。给出了软硬件配置方案,以文件封装、Plug-in、VB脚本和Marco等方式实现了参数化几何模型、子系统分析模型和MDO中各种算法的模块化集成。通过应用实例验证了MOMIDEA的实用性,最后还给出了以后研究的方向以进一步完善MOMIDEA的功能。

稳定平台控制器参数多目标优化

利用稳定平台机械-控制联合仿真精确的系统分析能力,提出了一种稳定平台控制器多目标优化设计方法。采用稳定平台机械系统的多体动力学模型和控制系统模型作为优化目标计算的基本模型,利用Pareto多目标遗传算法对控制器参数进行优化。为了降低遗传算法的计算量,引入代理模型技术,整个优化系统在ModelCenter内集成,实现优化过程的自动化,以提高设计效率。算例结果表明,本方法优化后的稳定平台控制系统具有更好的性能指标,并能有效控制计算成本,具有一定的应用价值。

协同优化方法算例研究

多学科设计优化(MDO)技术因其能有效地解决大规模复杂工程系统的设计问题,得到了广泛地应用。基于ModelCenter软件平台通过对算例的研究,分析了协同优化(CO)方法的特点以及影响优化结果的原因。

遥控武器站总体结构参数优化研究

为减小遥控武器站炮口扰动以提高射击精度,建立了遥控武器站部分机构参数化三维模型、有限元模型和刚柔耦合动力学模型。基于多学科集成优化软件ModelCenter进行了系统集成,以减小炮口扰动为目标,建立了遥控武器站总体结构参数优化模型。采用多目标遗传算法对总体结构参数进行了优化,优化后炮口振动状况明显改善,与位移相关的起始撼动和与速度相关的起始扰动分别较原方案降低了17.05%和19.04%。