摘要：针对一种两级运载器、滑翔级翼身组合体外形的导弹方案,采用多学科设计优化方法研究了包括两级发动机装药量、工作时间、滑翔级翼面形状和助推-滑翔弹道在内的优化设计问题。将系统分为总体、气动、发动机、弹道四个学科。采用增强协同优化方法进行分解协调优化。目标函数为最大射程和最小总加热量的加权和,约束条件为驻点热流、导弹质量、滑翔段终点速度、高度等。采用试验设计方法进行不同外形的气动力计算,并构造响应曲面。结果表明该MDO方法可适用于助推-滑翔导弹的概念研究。

摘要：讨论了标准协同优化方法的流程和特点,并针对固体弹道导弹系统的特点,设计了集成质量、动力、气动、外形和弹道5个学科的弹道导弹多学科设计优化模型。采用协同优化方法集成各学科的知识,协调处理各学科之间的耦合变量,应用合理的优化策略有效地解决了在弹道导弹多学科优化设计中的耦合关系所带来的计算问题,并对该模型成功进行了多学科优化设计,得到了优化方案。研究不但证明了协同优化方法在固体弹道导弹多学科优化设计中的有效性,还表明协同优化方法可使各子学科专注于本学科的优化设计,并使用本学科已有的分析工具,无需考虑对其他学科的影响,这方面相对于其他高要求的MDO方法具有较明显优势。

摘要：提出了一种求解函数全局优化问题的正交方向法.该方法通过前三轮大范围的正交设计寻找全局最优解的大体位置,然后通过若干轮小范围的正交设计进行最优解的精确逼近.每一轮正交设计中,探索设计空间的试验点依据正交表围绕一个中心点产生,设计变量的取值范围逐渐减小.而在每一轮正交设计后,采用一维搜索提高搜索精度.一维搜索的方向由每轮正交设计的中心点和最好(或最坏)点决定.该算法计算量较小且易于编程.采用两个数学优化问题和一个火箭动力、水平发射的单级入轨飞行器的弹道优化问题对算法进行了测试.这些算例表明,当目标函数的极值数少于正交表提供的试验方案数时,正交方向法常常能以较小的计算量获得全局最优解.

摘要：针对飞行器多学科设计优化进行了概述。提出多学科设计优化的综合性定义,介绍了国内外发展现状。指明多学科设计优化的组成要素和存在学科耦合、计算耗时两个难点,并认为其关键问题是离散设计变量和非数值型综合设计变量处理、工程综合评估、数据流管理等。阐述了可用于多学科设计优化的各种方法及其优缺点。并提出了多学科设计优化的研究重点。

摘要：采用跳跃弹道空地巡航导弹为算例,研究了新型实验设计技术,即拉丁化近正交海默斯利序列取样法,在多学科设计优化中的应用.应用该实验设计方法进行了实验设计,并对取样结果与传统拉丁方取样进行了对比;基于支持向量机构建了学科近似模型,通过对验证数据的回归分析,检验了支持向量机响应的可靠性.应用该近似模型对算例进行多学科设计优化,并通过与精确模型的对比,检验了该近似模型的准确性.拉丁化近正交海默斯利序列取样法是一种高效的现代实验设计方法,在相似的实验条件下比传统拉丁方设计具有更好的正交性和均匀性,在复杂系统多学科优化设计中具有很大的应用价值.

摘要：为提高高超声速导弹的突防能力,使常规布局空中发射的高超声速巡航弹能采用跳跃式弹道突防,采用了在导弹再入段附加相应的正攻角产生气动升力的方法,找出了实现弹道起跳的关键参数,讨论了这些参数对弹道性能的影响.通过弹道仿真,针对初始质量为800 kg的空射导弹,实现了射程大于500 km,最大法向过载不超过10g,最大动压不超过1.5 MPa的跳跃式机动弹道.仿真结果表明,该文的飞行程序易于实现,只要关键参数在合理范围内,空射高超声速巡航弹就可在再入阶段实现跳跃机动.

摘要：结合再入飞行器实际任务需要,以升力式再入飞行器机动突防弹道优化设计为研究目的,给出了多约束多阶段弹道优化模型,研究了弹道优化数值解法理论,将该多约束多阶段优化问题的多个阶段弹道优化模型统一于1个优化算法;采用直接法+序列二次规划法解该优化问题,得到了满足相应约束的再入机动突防弹道.仿真结果表明,采用该方法能够进行升力式再入飞行器的再入机动突防弹道的优化设计,并具有较好的效果.

摘要：将6σ质量控制理论用于空射巡航导弹的概念设计中,按照多学科设计优化的理论建立了涉及结构外形、质量、动力、弹道和气动5个子学科的空射巡航导弹概念模型,对该模型进行了多学科设计优化和6σ稳健性优化,对比了二者的输出响应。应用6σ质量控制方法后,未达到质量控制约束的射程和最大飞行速度均改善到了6σ水平,从而得到了稳健的系统方案。稳健方案在1 000次蒙特卡洛系统仿真中,射程和最大飞行速度约束可靠概率均为100%。在设计参数波动5%的情况下,稳健方案射程的波动幅度比最优方案减小了61%,最大飞行速度波动幅度减小了57%。研究表明,应该在国防产品设计阶段尽可能早的应用质量控制方法,而不是单纯追求系统某些性能的最优化。6σ质量控制方法是一种提高产品可靠性和性能稳定性的有效方法,在现代产品设计中具有很大的推广和应用价值。

摘要：为提高弹道导弹概念设计中各学科的协同效应,缩短概念方案研制周期,以设计出综合性能更好、效能更高的飞行器方案,以iSIGHT为集成与优化平台,建立了多学科设计优化弹道导弹概念设计系统,综合弹道导弹概念设计各个学科的知识,应用有效的设计/优化策略,来组织和管理弹道导弹概念设计过程。将混合优化策略应用于弹道导弹重量、弹道和动力一体化优化设计,很好地解决了各学科间复杂耦合带来的计算问题,给出了方案优化结果,证实了该算法的有效性。

摘要：对以冲压发动机为动力的超声速飞行器进行了巡航状态下的纵向飞行/推进综合控制研究。建立了考虑系统干扰和传感器噪声的系统模型。为消除静差,使用积分型LQG方法进行了飞行/推进综合控制。仿真结果表明,所设计的飞行/推进综合控制器抑制了高度和速度通道之间的耦合,具有一定的抗噪声干扰能力。