舰船外形雷达隐身优化设计

在舰船设计过程中,其雷达隐身性能是一项重要的设计指标。本文针对舰船雷达截面散射RCS模型,采用遗传算法进行舰船雷达隐身的优化设计,基于遗传算法可以得到舰船外形的设计变量组合,通过变量迭代和寻优,实现舰船的RCS优化设计,提高其隐身性能。相对于传统的舰船隐身设计方法,本文所提方法采用了多目标优化理论,隐身设计的效率更高,效果更好。     

基于模糊判决的船舶结构模糊优化设计

本文根据Bellman-Zadeh模糊判决原理,选取Zimmermann模糊目标形式,又把阈值作为一个附加变量,推导了避免迭代过程而一次求解的最大阈值法,并采用与排序成对比较技术建立因素权重集相结合的模糊综合评判方法来确定模糊约束限的容差值。附有船舶结构的应用示例。     

风帆助航船舶直线航迹跟踪的自适应非线性迭代滑模控制

针对风帆助航船舶易受风、浪等因素的影响产生航线偏离的特点,提出一种自适应非线性迭代滑模直线航迹跟踪控制方法。该方法利用双曲正切函数设计系统状态的非线性迭代滑动模态,采用模糊系统对滑模控制参数进行优化,增强控制器的自适应能力。通过定义一种控制量抖振测量变量和自适应启发评价函数,对模糊系统的结构参数进行在线调整,很好地抑制控制量的抖振。将该控制器应用到风帆助航船舶直线航迹控制领域中,结果表明,该控制器能有效地处理风、浪等外界扰动,跟踪控制性能良好,具有较强的鲁棒性。     

基于PSO优化扩展卡尔曼滤波的电机参数估计方法研究

针对传统扩展卡尔曼滤波算法应用于感应电机参数估计时,由固定测量噪声与真实噪声的差值所引起的估计误差问题,提出了一种粒子群优化扩展卡尔曼滤波的感应电机参数估计方法.以粒子群算法对扩展卡尔曼滤波算法中人为设定的固定测量噪声进行迭代寻优,同时引入全局最优变量,避免陷入局部最优,使寻优得到的测量噪声最大程度逼近真实的噪声水平.仿真结果表明,使用粒子群优化的扩展卡尔曼滤波方法降低了感应电机参数估计的误差,证明了该方法的有效性.     

水准观测中两种稳健迭代限值选取的比较和研究

在稳健估计的选权迭代法中迭代判断的常规方法是将相邻两次迭代的参数估值之差的绝对值与选定的阈值相比来判断是否继续进行迭代,文中提出一种将两次迭代计算所得的残差之差的绝对值作为判断迭代的依据,并且提出了利于编程的向量二范数平均化算法,通过具体实例对比两种限值效果,证明本文提出的方法和常规方法具有相同的效果。     

一种新的多学科协同优化方法及其工程应用

本文提出了一种新的多学科设计协同优化方法,并将其应用于潜艇分舱设计中.该方法在系统级通过学科级耦合变量的折中来得到系统级耦合变量,采用各学科级目标函数加权和来综合评价设计的优劣,避免了系统级优化过程,解决了标准协同优化算法系统级优化前期不收敛的不足,从而改善了数值稳定性,同时减少了总的计算迭代次数;在学科级目标函数中构建一致性惩罚函数,最终实现耦合变量之间的协调;在约束条件中实施变精度控制,逐步达到预期的精度要求,从而提高收敛性,并减少计算量.本文给出了新算法所得全局最优点即为所求原问题全局最优点的理论证明,并针对典型减速齿轮箱多学科设计优化问题,通过与标准协同优化算法在数值实验中的对比分析,验证了本方法在计算结果的收敛性、数值稳定性及可靠性等方面有优越性,最后通过在潜艇分舱设计中的应用体现了其工程实用价值.     

船体应力释放孔的优化

对部分应力集中十分严重的船体结构区域,可以通过设置应力释放孔的方法来控制其应力峰值。为了最大程度地改善关注区域应力峰值,以应力释放孔的形状、尺寸和位置等参数为设计变量,以开孔边界、施工工艺和非优化区域应力水平为约束条件,以优化区域的材料屈服利用因子最低为目标,对应力释放孔进行形状优化和尺寸优化。基于Isight平台,集成应力释放孔的参数化建模程序,采用遗传算法迭代求解,可得到最优设计方案。     

基于可靠度的嵌岩桩优化设计模型*

对于嵌岩桩这一设计变量较少,控制荷载效应和抗力的随机变量较多的结构,提出了一种相对于传统双层优化迭代模型不存在收敛问题的基于可靠度的优化设计模型.同时运用Matlab工具对一个工程优化实例进行分析,并对影响设计变量的随机变量进行了敏感性分析.得出嵌岩段力学统计参数和荷载统计参数对可靠度指标是敏感的,且当岩石饱和单轴抗压强度的离散性较大时,无法通过调整桩基设计参数达到目标可靠指标.所以实际工程中,应该加强对其参数的统计工作.     

一种基于DoDAF的指挥控制系统原型迭代设计方法

对目前指挥控制系统设计的现状进行分析,针对体系结构设计不规范难以互联互通互操作、系统设计初期难以直观展现系统原型和迭代优化的问题,提出了一种基于Do DAF的指控系统原型迭代设计方法,并完成了该设计方法在设计工具上的软件实现,验证了该方法的可行性,实现了指控系统的原型迭代设计。     

基于偏微分方程迭代的最优舰船航线计算模型

在舰船最优航线规划的过程中,使用传统航线计算方法存在着准确性低的问题,为此通过引入迭代偏微分方程的方法设计最优舰船航线计算模型。首先按照舰船航线的计算特点构建航线规划偏积分方程,在此基础上对航线信息迭代更新,同时得出迭代值与更新结果,最终得出舰船航线中航程与航向的计算结果。通过仿真实验发现使用传统的计算方法对舰船航线进行计算,其准确率为81.46%,而偏微分方程迭代计算模型的准确率为97.72%。     

大型船载起重机作业稳定性优化

为了提高大型船载起重机作业稳定性,提出船载起重机稳定性优化控制方法。提取起重机主梁上下翼缘板厚度特征值,引入设计变量和状态变量,通过数据迭代重新制定翼缘板厚度,改变起重机主梁质量,提出新型起重机矢量场控制方法,将起重机主梁进行二值信息格栅单元分解,通过方向偏离量,控制起重机主梁运行轨迹,利用Ansys软件对起重机进行参数校验,保证应力稳定性,实现船载起重机作业稳定性优化。实验研究表明,与优化前相比,优化后的船载起重机固定角度作业稳定性提高17%,随机角度作业稳定性提高22%,具有鲜明的应用价值。     

潜水器载人舱的不确定性测度计算方法研究

本文研究状态函数中存在概率数和证据数的混合状态下的系统不确定性分析方法问题,用于解决在产品实现过程中部分信息的认知不足。传统概率分析方法无法建立认知不确定信息模型,无法反映产品在实现过程中不确定性影响的问题。本文将证据理论不确定度分析方法融入传统JC算法,在计算随机变量迭代时开展认知变量极值计算,进而可以处理随机和认知不确定性变量同时存在时的混合不确定性问题。本文建立了4500 m载人潜水器载人舱不确定度分析模型,基于改进JC算法计算得到载人舱失效似然性测度和失效可信性测度值,同时采用实验设计法对影响载人舱不确定性测度的因素进行分析,分析表明测度影响较大的因素是真球度和极限拉伸强度,测度对真球度和厚度两个因素的单位数量变化比较敏感。     

数值计算中的几种加速算法的比较

着重介绍数值计算中迭代的三种加速方法——Aitken加速法,Steffenson迭代法和使用两个迭代值的组合方法,对这三种加速算法进行了比较,并用实例检验了它们的加速效果。     

基于遗传算法的潜艇首端耐压平面舱壁构架分级优化研究

探讨了潜艇首端耐压平面舱壁的结构优化设计,针对舱壁结构复杂、设计变量多、取值离散规格化等难点,确定两级优化方案,即先后分别对舱壁内部主构架和肘板进行优化,采用遗传算法作为优化方法,并利用ANSYS程序对舱壁结构进行受力分析.对遗传算法进行了改进,并在此基础上用MATLAB语言编程实现遗传算法操作,同时编程与ANSYS结合起来,完成结构优化设计.经过迭代优化,得到一个优化方案,优化部分的结构重量较初始方案降低了18.39%.     

回转体-螺旋桨组合体之推力减额的一个数值预测方法

作者把计算回转体绕流的Landweber方法推广到带有运转螺旋桨时回转体绕流问题的计算,导出了附加螺旋桨影响后的物面速度分布的第一类Fredh-olm积分方程。对该方程的迭代求解则用新的加速迭代公式替代常用的Land-weber迭代公式。通过对带与不带运转螺旋桨时回转体上压力差的积分可以得到推力减额。两条模型(分别在风洞、水池的试验)的数值例子表明:本方法的迭代速度要比Landweber迭代公式快,而计算得的推力减额和表面压差分布与试验结果的一致性很好,优于Huaug用Hess-Smith方法算得的结果。     

螺旋桨非定常轴承力计算

采用扰动速度势面元法计算螺旋桨非定常轴承力,桨叶、桨毂和尾涡面由双曲四边形面元进行离散,对时域内非定常问题的求解采用时间步进迭代方法,建立了满足桨叶随边非定常等压库塔条件的非线性迭代结构,使迭代求解更加有效、快速和稳定。     

基于速度势迭代的面元法预报对转桨性能

采用基于诱导速度势迭代的面元法预报对转桨的定常水动力性能,在计算中,前桨和后桨的相互干扰通过影响系数实现;前桨尾涡面距后桨表面太近时的异变影响系数通过Lagrange插值求出。同时采用基于诱导速度迭代的面元法预报对转桨水动力性能,并与基于诱导速度势法进行对比,计算结果表明,采用诱导速度势迭代的方法计算的结果与试验值吻合良好。与基于诱导速度迭代的方法相比,计算结果精确,且可以节省计算时间。     

迭代法中的分形

介绍了复平面上Newton迭代函数的Julia集的定义,借助计算机迭代制图及理论方法讨论了复平面上4次复多项式f(z)=z     

置信域优化法求解船舶浮态方程

船体在欧几里德空间内的位置通过欧拉角描述后,根据牛顿定律可建立以横倾角、纵倾角和水线面高度为变量的浮态平衡方程。求解该非线性方程组可以转化为数学中的数值优化问题,并使用非约束优化方法求解。通过理论研究和基于MATLAB编程的计算实例表明:传统的牛顿法容易产生雅可比矩阵不可逆的问题,导致迭代中断,而置信域法能保证目标函数收敛,对初始值的依赖程度低,因此更加稳定可靠,适合应用于工业计算;此外,该方法也可应用于其他稳性问题,如计算完整稳性和破舱稳性中的复原力臂曲线以及平台的变轴横倾等。     

一种大规模水下声传感器网络定位技术

针对水下声传感器网络参考节点布设成本高、难度大所带来的问题,研究了一种基于迭代的大规模水下传感器网络定位方法,通过少量初始锚节点定位普通节点,评估定位成功节点的精度保持情况,升级定位精度高的普通节点为锚节点参与定位余下的普通节点。研究结果表明:以一定的精度损失为代价,迭代定位方法显著提高了定位覆盖率,而联合三维欧几里得距离估计的迭代方法可进一步提升定位覆盖率。