摘要：文章基于级联方法,研究了欠驱动AUV的水平面轨迹跟踪控制问题。将跟踪误差分解为位置跟踪和航向角跟踪2个相互级联的系统,独立设计跟踪控制器,级联系统理论则保证了整个轨迹跟踪误差的全局一致渐近稳定性。其中,采用反演方法获得位置跟踪的全局一致渐近跟踪控制器,并且针对参考航向角速度为非零常值的一类参考轨迹,推导出保证系统全局一致渐近稳定的控制参数及参考轨迹条件。仿真研究表明该轨迹跟踪控制器是有效的,控制品质良好。

摘要：通过流体动力学仿真软件CFX对带有CTD和GPS/北斗天线的AUV流体动力进行了数值计算。以圆弧管为计算域,利用代数表达式控制入口速度来模拟旋臂水池,得到了三种模型下AUV流体动力的变化规律,分析了不同附体的影响。结果表明,AUV受力变化规律基本一致,在附体处压力及速度变化剧烈,导致AUV流体动力参数及流场有了很大的变化,力矩变化差别较大。计算结果为AUV工程设计提供了参考依据。

摘要：采用三维网格和VOF(Volume of Fluids)多相流模型,对非轴对称、X型舵的航行体水下点火这一非稳态过程进行了三维流场数值模拟,捕捉了燃气泡的形成、发展及断裂过程,得到了航行体水下点火初期的流场变化和阻力变化,并进行了相关因素探讨和结果对比分析。研究表明,燃气泡的发展变化过程对航行体流场和阻力产生影响。该研究可为航行体水下点火设计及试验提供参考。

摘要：在气动优化设计中,发展一些计算代价小同时又具有较好的全局/局部搜索平衡能力的优化算法十分重要。针对此,文章提出了一种基于膜概念和Kriging模型的混合优化算法。该算法对细胞膜的结构和新陈代谢运作机制进行了仿真,将粒子群优化算法与差分进化算法有机地结合了起来,增强了算法的寻优能力,同时,引入Kriging模型进行预估寻优,极大地减少了计算开销。函数测试结果表明,该混合算法具有很好的寻优能力。将该算法应用到单段翼翼型和两段翼翼型的设计之中,取得了良好的结果。

摘要：提出了一种基于细菌觅食性的改进粒子群优化算法。该算法以粒子群优化算法的社会模型为基础,添加了个体之间的交流项,丰富了粒子之间的优势信息源,增强了粒子的信息共享能力,同时,引入了细菌觅食算法中的趋化和驱散机制,使得算法能够有效地跳出局部最优。函数测试结果表明,该算法显著地提高了粒子群优化算法的寻优性能,并将该算法应用到了翼型设计之中。

摘要：以某跨音速高负荷压气机叶栅为研究对象,在其吸力面激波投射点下游40%弦长处设计了3种形式的抽吸孔,即顺流45°、逆流45°和垂直抽吸孔。应用数值模拟手段探索其来流超音速时合理的抽吸孔形式和抽吸方案,获取不同抽吸方案时叶栅性能以及流场细节,寻求叶栅性能与抽吸参数的最佳匹配。结果表明在该位置进行抽吸时,抽吸量是决定叶栅性能的主要参数,3种抽吸孔都表现为:①在抽吸量从0.1%到1.2%主流流量的增加过程中,相对于0.1%抽吸工况,叶栅出口马赫数降低17.5%、总压恢复系数提高5.5%、静压升提高8.6%、叶片负荷降低7.5%,但抽吸孔之前负荷增加,叶片负荷前移;②抽吸使得叶片表面激波投射点向下游飘移,激波强度略有增加,但使得其后附面层分离减弱,降低了叶栅损失;③抽吸使得叶栅出口流动更为均匀,尾迹亏损区减小。计算结果还显示3种孔表现出不同的抽吸性能,具体表现为:①随着抽吸量增加,其流量系数增加,但相同抽吸量时逆流45°抽吸孔流量系数始终大于顺流45°以及垂直孔;②顺流条件下,在抽吸孔入口的背风区形成较强漩涡,增加了孔内流动损失,降低了孔的有效流通面积;③随着抽吸角度从顺流45°向逆流45°变化,抽吸孔入口背风区漩涡逐渐消失,增强了其流通能力,降低了孔内流动损失。

摘要：为了提高量子免疫克隆算法(quantum-inspired immune clone algorithm,QICA)对函数全局寻优的精确性和稳定性,引入了内分泌激素的调节规律,根据当前个体适应度值和上一代种群的平均适应度值重新设计克隆规模,按照种群多样性和Hill函数的上升规律对其进行自适应调整,使进化各代中优秀个体的克隆得到扩增,同时减少不良个体的规模,从而提出了一种基于内分泌激素调节的量子免疫克隆算法(hormone adjustmentbased QICA,HAQICA)。利用标准测试函数对算法进行了验证,50次随机独立实验结果表明,HAQICA算法的收敛速度与QICA算法相当,最优解的均值与方差等数据,证明了HAQICA算法在提高函数全局寻优性能上的有效性。

摘要：为获得最佳的飞机装配工序,提出了基于多准则群决策协调权的装配工序评价算法。首先多名决策专家给出装配工序优先关系,以及面向装配工序的性能、工艺性、成本、质量、工时等准则的决策系数矩阵;然后求解装配工序群决策协调权和协调指数,当协调指数为非负时,决策过程实现协调,则可实现多条装配工序排序,获得最合理的装配工序。最后,以某民用机机翼为例,验证了算法的正确性和有效性。

摘要：随着遗传工程的不断发展,受其启发建立的各类算法已经应用到各个设计领域。其中,基于达尔文的适者生存、优胜劣汰的生物进化机制,由模拟有性生物的繁殖进化过程演变而来的遗传算法,因其具有全局搜索能力、广泛的适用性等特点在气动设计方面应用的已经比较成熟。但是常规遗传算法在实际应用中也暴露出许多不足,主要就是未能准确反映出生物的双向进化以及变异与交叉化关系的不对等。针对遗传算法的这些问题,本文采用了一种单亲DNA算法,模拟单亲生物自然遗传繁衍机理,将其应用到翼型设计中。与遗传算法相比,全局搜索能力更强,收敛速度更快,优化效果更理想。

摘要：鉴于多自主式水下航行器(autonomous underwater vehicle,AUV)协同作业中时钟同步技术的重要性,设计了一种基于数字信号处理器(digital signal processor,DSP)的精确时钟同步方案。首先分析了时钟同步过程中误差的来源,并提出了线性回归和卡尔曼滤波算法,对误差进行了有效补偿,确保AUV时钟与全球定位系统(global positioning system,GPS)时钟精确同步。然后利用DSP、GPS模块以及恒温晶振完成了时钟同步控制的硬件实现,时钟校准实验表明,该控制算法大大提高了时钟同步过程中的授时精度和频率稳定度,满足多AUV协同作业在时钟同步方面的需求。