摘要：In this paper, a novel approach is proposed for solving the parameter design problem of brushless direct current(BLDC) motor, which is based on the membrane computing(MC) and pigeon-inspired optimization(PIO) algorithm. The motor parameter design problem is converted to an optimization problem with five design parameters and six constraints. The PIO algorithm is introduced into the framework of MC for improving the global convergence performance. The hybrid algorithm can improve the population diversity with better searching efficiency. Comparative simulations are conducted, and comparative results are given to show the feasibility and effectiveness of our proposed hybrid algorithm for high nonlinear optimization problems.

摘要：设计开发具有可变功能的机电产品有着重要的实用价值。目前针对这类产品的设计方法研究还相对较少。在分析机电产品行为过程特性的基础上,将行为过程划分为基础行为过程和目的行为过程,指出基础行为过程的相似性是机电产品面向可变功能再设计的前提,相似程度越高,进行可变功能再设计的可行性也就越高。由产品的相同或相似基础行为过程映射得到相应结构体,提出了一种量化结构相似性的方法。通过筛选最大相似性构件,可以识别共享构件,并确定所要设计开发的目标产品。认为共享构件与非共享构件之间的接口问题是再设计的一个核心问题,提出了接口求解的两个准则及两类求解方法。最后,通过基于电动碎冰机与电动切菜机的可变功能再设计的案例,验证了上述方法的可行性。

摘要：针对可变功能机械产品相关设计方法研究中的不足,提出可变功能机械产品的功能设计方法与步骤,并对功能相似性进行探讨。可变功能机械产品实现功能转换时需要进行零件的拆卸、装配,因此有必要对其开展拆卸-装配序列的研究。将可变功能机械产品的结构构件分为共享件与非共享件,明确拆卸-装配序列规划对象为非共享件。根据可变功能机械产品实现各可变功能所需的零件列表,建立功能零件关系表。用集合干涉矩阵(Aggregated interference matrix,AIM)表示非共享零件在各自拆卸或装配方向的干涉情况,并提出包围盒与投影相结合的方法进行干涉检查,在此基础上生成AIM。然后根据生成的AIM建立目标函数,应用遗传算法对拆卸-装配序列进行优化。最后,利用Matlab编写相应的程序,以某可变功能微耕机为例对提出的方法进行验证。

摘要：自主空中加油是提高无人机作战能力的重要技术支撑,而鹰在所有的动物中以视觉最为敏锐而著称。针对无人机自主空中加油中的精确对接需求,设计了基于仿鹰眼视觉原理的无人受油机视觉测量方法及半物理试验平台。采用鹰眼视觉注意机制提取虚拟视景中的兴趣区域,剔除噪声和干扰。在对受油机上的颜色标志点进行识别的基础上采用P3P算法,对加油机和受油机之间的相对位姿进行精确估计,并设计了基于比例-积分-微分的硬式加油伸缩管控制律。基于上述技术,在实验室环境下设计开发了无人机自主空中加油半物理仿真平台。实验结果表明:所设计的仿鹰眼视觉测量方法和自主控制律能满足无人机自主空中加油的性能要求,具有较强的实时性、准确性和鲁棒性。

摘要：引导群体中智能行为的产生与传播是群体智能领域的重要研究方向.相互合作是自然界中常见的群体智能行为.本文建立了一种基于特殊个体的网络进化博弈模型,分析了群体激发合作水平的进化特性以及调控手段.首先通过在规则网络进化博弈模型中建立有效的干预控制体系结构,实现对群集系统的调控作用;然后通过设计基于群体智能的特殊个体控制规则,特殊个体能起到促进合作行为涌现的群智激发作用;最后利用蒙特卡罗仿真方法分析了特殊个体对群体进化特性的影响,并讨论了不同参数条件对合作水平的影响.

摘要：高超声速飞行器飞/发一体化系统具有气流一体化、结构一体化等强飞/发耦合特性,为控制系统的设计带来一定的挑战。针对高超声速飞行器控制系统设计问题,首先在建立高超飞行器飞/发一体化系统模型的基础上,设计了相应的纵向控制律,提出了一种新型的探索群策略鸽群优化算法,并将其应用于高超飞行器飞/发一体化控制参数整定。最后,通过探索群鸽群优化算法对控制参数进行优化,并与基本鸽群优化、粒子群优化进行了对比仿真分析,验证了所提探索群策略鸽群优化算法的可行性和优越性。

摘要：无人机具有成本低、机动性强等优势特性,近年来成为军用和民用领域中备受青睐的对象.为了使无人机能够快速、稳定、高效地完成不同的任务,安全、可靠的轨迹控制至关重要.本文针对无人机群赋能的多辐射源追踪问题,构建了多约束条件下的无人机群轨迹优化模型,提出了估计、匹配、定位、追踪框架,并设计了一种基于深度强化学习的无人机群飞行轨迹优化算法.首先,采用深度神经网络估计信道模型,得到接收信号强度和距离之间的映射关系;其次,采用交互式方法生成接收信号强度矩阵,计算出对应的距离矩阵并得到无人机与辐射源匹配方案;然后,采用多球交汇定位方法,结合接收信号强度和距离之间的映射关系计算出辐射源的参考位置;进一步,将原始优化问题转换为马尔科夫决策过程,并将辐射源定位信息引入强化学习中,设计高效的无人机飞行轨迹优化算法.此外,引入群体熵对所提算法的智能性进行了分析和评估.最后,仿真结果对所提算法的平均飞行时间、任务完成率、智能性以及无人机群的轨迹分别进行了分析,验证了所提方法的有效性.

摘要：以公理设计理论中独立公理的要求为切入点,对产品设计过程中出现的设计耦合问题进行研究,提出了一种基于有向图的耦合分析方法,旨在为功能需求不独立情况下的设计求解提供便利。通过将设计矩阵转化为有向图,然后对有向图进行分析,以识别设计矩阵是否存在耦合。在此基础上,开展解耦策略与方法的研究:对准耦合设计矩阵,采用有向图路径排序法来确定功能求解的顺序,进而获得准独立设计;对耦合设计矩阵,提出最小耦合项集的概念,通过有向图确定该集合元素,从而确定需要消除的非对角项,为解耦的最终实现提供了问题求解基础。最后通过一个实例对所提出的方法进行了说明和验证。

摘要：针对当前应急产品品种单一、产品闲置、缺乏专门的设计理论等问题,提出了基于SA-FBS-TRIZ理论的可变功能应急产品设计方法,以期为此类产品的设计开发提供一个可行的技术途径。其中SA是指情景分析(Scenario Analysis),FBS是指功能-行为-结构设计模型(Function-Behavior-Structure),可变功能是指应急功能与日常功能可以相互切换。首先,以保护使用者的生命及财产安全作为设计开发应急产品的出发点,对所要设计的应急产品进行情景分析,构建情景演变图,明确其主要功能的变化流程,其中的产品功能由TRIZ产品VOP(Verb-Object-Parameter)功能模型定义。其次,分析系统内功能改变的各种方法,构建可变功能应急产品的FBS设计模型,据此将功能的变化映射到结构的变化上,从而获得设计所需的FBS信息。最后,通过SAFC(Substance-Attribute-Function-Causal Result)模型分析产品的技术矛盾和物理矛盾,并通过TRIZ矛盾矩阵和发明问题解决原理进行化解,最终获得产品的设计方案。文中以公交车把手为设计对象验证该方法的可行性与有效性。

摘要：执行行为是产品作用于其作业对象或外在环境的一个或多个对外行为。对机械产品的执行行为进行相似性评估可以为产品的设计开发,特别是对基于现有产品的可变功能再设计提供有益支持。本文将执行行为分解为"动作+载体",对动作进行分类,根据动作属性比较其相似度;将载体分为静载体和动载体,通过比较载体属性进行相似度的计算。再根据相似要素建立相似元,利用层次分析法确定不同相似元对执行行为的权重,提出相似度的量化计算公式,为机械产品的可变功能再设计提供设计依据。最后以榨汁机、豆浆机及家用料理机为例,验证所提出方法的可行性。