摘要：在复杂工程系统的概念设计优化中,高精度数值分析方法得到广泛应用,将高精度数值分析与优化方法有机结合,对设计空间展开全面搜索与寻优,已经成为现代设计优化方法的重要发展方向。以水下滑翔机的概念设计为研究对象,引入代理模型,控制高精度分析试验的数量,有效地化解精度与效率之间的矛盾。将参数化几何建模、网格划分以及流体数值模拟分析集成为自动分析流程,并以此为基础采用试验设计理论,构建代理模型,解决水下滑翔机机翼的多目标设计优化问题。给出基于代理模型的设计优化过程,并系统地比较几种试验设计方法的适应性,重点讨论多项式响应面和径向基函数代理模型,所得代理模型相对误差小于2%。采用梯度寻优方法与遗传算法在给定设计空间内进行全面搜索,获得机翼的最佳平面构形,水下滑翔机的升阻比提高6.76%,俯仰力矩的绝对值由0.2760N·m降低为0.0015N·m,提高水下滑翔机的运动性能。

摘要：多端柔性直流配电系统的发展尚面临几大技术难点亟待解决,在继电保护方面主要问题在于直流故障的可靠识别。传统交流配电系统、高压直流输电系统保护原理无法适用于多端柔性直流配电系统。因此,该文设计了一种新型的多端柔性直流配电系统直流线路保护方法。利用线路边界特性,通过小波变换提取区、内外故障的暂态特征差异,实现故障的快速、可靠识别;并利用直流电抗器压降判据实现保护的方向性。该方法基于单端电气量实现全线路保护,动作速度快,无需通信,能够满足直流配电系统对保护的速动性、可靠性和选择性要求。最后,大量的仿真算例验证了所设计方案的可行性。

摘要：针对通用优化算法难于对铝型材高速车车体进行轻量化这一现状,本文在创建了一个可靠的有限元分析模型之后,基于敏度分析技术,给出了一系列关于设计变量的导数信息。这些导数信息与设计专家知识以及成功经验相结合,最终提出了一个新的结构减重方案。该方案不仅可行,降低重量13.5%,而且为基于知识的设计提供了一个成功的案例。

摘要：为了给输电线路在线监测装置提供安全可靠的电源供给,提出了一种利用变压器阻抗变换特性和平板电容边缘效应在交流输电线路杆塔侧采集空间电场能的方法。理论分析了杆塔侧电场能采集的电路模型,根据平板电容边缘效应设计了栅状采集器,并实验验证了所述模型以及栅状采集器的采集效果。结果表明:电场发生器外施电压AC50 k V,采集器与电极之间寄生电容为43 p F时,在300?的负载电阻上测得功率为257 m W。实际的架空输电线路工作电压更高,通过进一步优化电容采集器结构,完全可以实现更高的功率输出并最终为安装于杆塔上的在线监测装置供电。

摘要：针对产品设计过程中的多学科冲突解耦问题,提出一种鲁棒的协同决策方法。该方法采用区间形式表示不确定性的设计参数并基于非合作博弈理论将多学科协同决策描述成基于区间的约束求解问题,对此,采用两步求解策略获得产品设计的鲁棒决策方案。首先用约束一致性算法过滤掉决策变量区间中肯定不包含有效解的冗余部分,得到设计参数的一致性区间矢量;然后在一致性区间内以设计性能指标为准则搜索鲁棒的参数决策值,并设计基于可行性审查的免疫混沌搜索算法。以一个单元盘弹性转子系统为例,进行摩擦学和动力学冲突解耦的设计决策,得到较好的设计结果,验证方法的合理性与可靠性。

摘要：车辆行星齿轮变速器一般采用经验设计方法得到齿轮参数,使用中部分齿轮会因强度低而导致早期损坏,部分齿轮强度过高而使变速器结构体积增大。由此,提出一种优化方法,以变速器各行星排齿轮强度均等和体积最小为综合优化目标,利用行星齿轮装配条件为约束,求解后得到变速器的齿轮参数,利用ROMAX软件对优化后的齿轮进行仿真分析,得到变速器各行星排最大疲劳应力及疲劳寿命。仿真和试验结果表明:与经验设计方法相比,强化了薄弱齿轮的强度,齿轮接触应力由1 118 MPa降至932 MPa;齿轮的强度更加均衡,齿轮接触应力差值由368 MPa降至193 MPa;齿轮疲劳寿命差距缩小,由15 770.2 h降至9 158.8 h;同时变速箱体积减小8.38%,分析结果与优化目标相符。

摘要：以单根直埋敷设的10 k V三芯电缆为研究对象,建立了电缆暂态热路模型,并将其简化等效为一阶RC热路,根据所建立模型推导了应急时间与线芯温度的关系式。同时,设计了直埋敷设电缆加载不同应急负荷时的温升实验,实测了各组实验的应急时间。通过与应急时间计算值的对比,分析实验结果与误差,验证了理论计算的正确性,并得到不同应急负荷下的电缆应急时间变化规律,为电力部门指导电力电缆的运行提供理论支持.

摘要：针对实验室厌氧发酵试验周期长、产气速率低、人工测量产气量劳动强度大的问题,根据排水法原理,设计了基于LabVIEW软件平台的微量产气在线监测系统,实现了系统标定、测量液体自动添加和补充、产气量实时测量、累积产气曲线实时显示和监测数据自动存储等功能。厌氧发酵试验测试结果表明:在线监测数据与人工测量数据对比,相对误差平均值为-2.30%,相对误差最大值为-3.03%,该系统具有良好的准确度和稳定性,可满足实验室厌氧发酵试验微量产气实时监测的需求。

摘要：针对基于罚函数遗传算法求解实际约束优化问题的困难与缺点，提出了求解约束优化问题的退火遗传算法。对种群中的个体定义了不可行度，并设计退火遗传选择操作。算法分三阶段进行，首先用退火算法搜索产生初始种群体，随后利用遗传算法使搜索逐渐收敛于可行的全局最优解或较优解，最后用退火优化算法对解进行局部优化。两个典型的仿真例子计算结果证明该算法能极大地提高计算稳定性和精度。

摘要：建立了钢芯铝绞线径向温度场分布热路模型,利用有限元分析软件对不同载流值下导线截面的温度场进行计算,并分析了径向温差产生的原因,同时设计钢芯层和表层温度分布式实验进行验证.以实验结果为依据,讨论了不同的温差造成的弧垂计算误差,以及不同档距时的弧垂计算误差.研究结果表明:架空线径向温差随着载流量的提高呈增大趋势,自然对流情况下,表面温度70℃时,钢芯温度达到73.5℃,导致弧垂的计算误差逐渐扩大;在钢芯层和表层温差一定时,档距越大,计算误差越大,而相对误差越小.