摘要：为减轻探测车的悬架重量,保证足够大的刚度,基于变密度法对摇臂悬架进行了结构拓扑优化设计.对摇臂和摆杆的载荷工况和边界条件进行了简化,选取3种极限受载情况进行了准静力学分析,确定了优化时的各工况载荷.以最小柔度为目标函数,体积分数为约束条件,利用Hyperworks软件分别对摇臂和摆杆进行了多工况结构拓扑优化设计.依据体积分数为0.2的最优拓扑结构,并考虑探测车的几何通过性及悬架的工艺性要求,进行了摇臂和摆杆的结构设计.用***软件对设计结果进行了有限元分析.结果表明,刚度和强度均满足设计要求,证明了悬架结构设计的合理性.

摘要：为研究产品概念设计过程中的用户需求,运用功能-行为-结构(FBS)设计模型对产品进行分析,从而得出用户需求的最优解。运用改进的FBS设计模型对目标产品进行分析,得到模糊需求;结合弹性界限的概念,运用自然交互技术对模糊需求求解,同时结合情境感知对用户需求进一步分析;结合案例验证了文中方法的可行性。结果表明:改进后的FBS设计模型可用于分析用户需求,并能够通过自然交互技术得到用户需求的最优解。

摘要：协作通信与直接通信相比能够显著地提高系统性能。协作通信中的一个关键问题是管理中继节点及有效地进行功率分配。尤其对于频谱共享的认知无线电(Cognitive Radio,CR)系统,协作方案的设计不仅要最大限度地提高认知网络协作的功率效率,而且需要最小化对主系统的干扰。该文针对认知无线电系统的协作通信问题,在多个中继节点与源节点协同通信的场景下,提出了一种基于放大转发(Amplify and Forward,AF)模式下的功率分配及联合优化算法,在保证主系统传输性能不受影响的前提下,提高认知系统的传输速率。仿真结果表明该文提出的自适应协作传输方案,和直接传输及等功率传输方案相比获得了进一步的性能增益,中断概率显著下降。

摘要：为降低卫星天线的发射成本,提高天线的展开刚度,以多模块构架式空间可展开天线结构的质量和1阶固有频率为目标函数,基于误差反向传播(BP)神经网络和遗传算法对天线的结构参数进行了优化.运用ANSYS软件对支撑桁架的结构参数进行了数值模拟,得到了与设计变量对应的目标函数值;通过正交试验设计,构建了用于神经网络训练和检验的样本集;按照BP算法的基本思想,调整网络模型的参数,建立了用于优化的预测模型;采用分目标乘除法,将多目标优化问题转变成单目标优化问题;采用遗传算法进行了优化分析,得到了支撑桁架各杆件的设计参数.结果表明:该优化方法在降低天线质量的同时,使结构的刚度得到了提高,为天线的结构设计提供了参考.

摘要：研制一种具有差动运动功能的环境自适应轮式管道机器人——三轴差动式管道机器人,该机器人在通过弯管时可根据管道环境利用三轴差动机构自动调节各驱动轮的转速,从而提高机器人通过弯管时的运动柔顺性。为分析三轴差动式管道机器人的运行状况,通过建立机器人在弯管内运行的精确位姿模型,求得机器人驱动轮轮心以及驱动轮与管壁接触点的位置;以位姿模型为基础对机器人各驱动轮的速度进行分析,得到机器人过弯管时各驱动轮的理论速比关系。对机器人驱动轮与管壁的正压力进行分析,并建立机器人的牵引力模型。搭建管道试验环境进行机器人的差速试验和牵引力试验,测试值与理论分析基本一致,说明三轴差动式管道机器人具有良好的弯管通过性能,适合于在工程管道中应用。

摘要：为了得到构架式空间可展开天线结构优化中目标函数与设计变量的解析表达式,基于BP神经网络建立一种天线结构优化参数的预测模型.根据天线背架的结构及神经网络的训练原理,构建对优化参数进行预测的网络模型;应用有限元软件ANSYS对优化参数进行数值计算,通过正交试验设计,得到BP神经网络的训练样本;调整传递函数、隐层节点数及训练算法,建立满足误差要求的优化参数的预测模型,利用检验样本对预测模型进行泛化能力检验.结果表明:网络预测值与有限元计算结果吻合较好,整体预测误差≤10%;并且模型运行时间短,仅需0.13 s.该模型能够较准确地预测结构的优化参数,为结构的优化设计提供了理论参考.

摘要：利用吊丝配重法进行零重力模拟装置的结构设计,结合重力补偿原理推导出空间机械臂分离体静力学重力补偿计算公式,同时采用最小方差原理将多个力矩的优化问题转化为一个总体目标,建立了吊点力优化程序,通过该优化程序得到各吊点力的数值.当吊丝长度为1000mm时,利用ADAMS建立空间机械臂零重力模拟装置模型.当空间机械臂为静止状态时,吊点优化计算结果与仿真值相比,结果相对误差在10%左右;当空间机械臂各关节以0.5°/s和1°/s匀速运动时,零重力模拟装置对其产生的附加弯曲力矩和附加反转矩均未超过技术指标要求.因此,该方案可用于实际空间机械臂的零重力模拟.

摘要：针对跳频信号的欠定盲源分离,为了解决现有的时频域方法中算法计算量大、信号存在畸变、恢复精度不高的问题,提出了一种基于滤波的跳频信号欠定盲分离算法.该算法首先根据估计到的源信号载频设计带通滤波器,利用这些滤波器对观察信号进行滤波,得到只包含某一个源信号的观测信号分量,使原分离问题分为数个时域上稀疏的欠定盲分离问题,然后对各个分量在时域上分别应用欠定盲源分离算法估计每跳数据.通过仿真对比发现,所提的滤波法得到的跳频信号更精确,信干比比时频域方法大4 d B;同时所提算法处理的数据量小,计算复杂度低.

摘要：针对一类具有有限能量外部扰动的连续不确定非线性系统,讨论其有限时间保成本控制问题。首先采用Takagi-Sugeno模糊模型对非线性系统进行建模,然后找到一个合适的Lyapunov函数,给出闭环模糊系统有限时间有界的充分条件及有限时间保成本控制器的设计方法,并将控制器的求解转化为一组线性矩阵不等式的可行性问题。研究表明,采用该方法设计的控制器不仅能使闭环不确定模糊系统对所有可允许的外部扰动是有限时间有界的,而且还给出了保成本上界的一个优化值。最后,仿真结果表明该设计方法是有效的。

摘要：为了进行摇臂式探测车的移动性能分析及低重力模拟试验,须确定其质心域。在对摇臂悬架简化的基础上,提出摇臂探测车悬架设计参数的表示方法。将探测车简化为质点系,基于坐标变换法确定各质点的位置矢量,推导出任意运动位置时探测车的质心位置矢量和质心域半径公式。最后以研制的摇臂探测车为例,计算其设计质心、任意运动位置时的质心,并通过优化方法确定该探测车的最大质心域半径。结果表明,摇臂式探测车的质心域为中分面上的平面区域,车体质心的偏置对任意位置时探测车的质心影响较大,而对质心域的变化没有影响。所采用的方法也可用于其他被动铰接式探测车质心域的计算。