摘要：针对航空离心泵复合叶轮三元扭曲型线的优化设计问题,基于Matlab平台采用五点四次Bezier曲线控制四条轴面流线的空间圆周角度分布,实现复合叶型的参数化设计。在此基础上,应用批处理联合仿真方法对125组优化空间样本进行数值模拟,并以效率函数为目标,基于高斯型径向基函数构建复合叶轮型线参数的性能代理模型。最后采用粒子群算法对优化设计参数进行全局寻优搜索。结果表明,代理模型的修正复相关系数为0.9269,标准差为0.1036,能够满足参数预测的性能要求,优化后整泵水力效率提高2.72%。

摘要：将粒子群算法用于5片镜光学系统的设计优化中。由球差、像距、畸变、场曲、彗差和光线弥散值构成光学评价函数,用这个评价函数作为粒子群算法的适应度函数,优化设计了一结构简单的5片镜系统,并把此5片镜系统与ZEBASE中5片镜系统的球差、畸变、子午场曲、弧矢场曲、子午光线弥散值、弧矢光线弥散值、子午彗差、弧矢彗差进行了对比。对比结果显示,用粒子群算法设计的5片镜系统的球差、畸变、子午场曲、弧矢场曲、弧矢光线弥散值较小,ZEBASE中五片镜系统的子午光线弥散值、子午彗差、弧矢彗差较小。设计实例表明,粒子群算法可以克服现有光学设计软件高度依赖具体初始结构的缺点,可以自由控制结构参数的搜索范围,从而提高光学系统设计的智能化程度。

摘要：针对重型车辆悬架系统的非线性优化问题,提出了采用粒子群算法进行悬架系统优化设计方法。以四分之一汽车模型为研究对象,以车轮最大动载荷最小化为目标,以非簧载质量的固有频率为约束条件,建立了改善被动悬架系统性能的优化模型。通过粒子群算法求解该优化问题,以少量的迭代次数得到了性能优良的悬架参数,如悬架刚度和悬架阻尼。对设计的悬架系统进行时域和频域性能分析,并详细讨论了该方法与遗传算法优化的本质区别,结果表明,粒子群算法可以快速地得到一个较好的优化结果,这为设计人员后续的修改设计提供重要参数,同时为解决含有非线性问题的新型悬架系统优化设计提供了一种新的可行方法。

摘要：针对传统声束的衍射极限问题,如何构建具有更高分辨率的聚焦声场,是实现超分辨声成像和声操控领域的重大挑战之一.本文在考虑成像分辨率同时兼顾声场可控制性,提出了一种基于粒子群优化算法的多频超振荡超分辨聚焦声场设计方法.基于常规换能器声场的衍射效应,利用半波带法设计中心频率菲涅耳透镜,并以中心频率为基准在换能器带宽范围内设置多频信号来构建超振荡声场,进一步通过粒子群算法对多频声束的振幅和相位进行优化,在远场构建了焦域半径能够小于中心频率半波长的超振荡声场,还发现其尺寸小于最高频率声场的所形成焦域半径,进一步证明其焦域半径随着中心频率和超振荡频率数的增大而减小.研究结果为可控超分辨声聚焦提供了一种简便易行的方法.

摘要：满足像差平衡和多约束控制的初始结构构建,是实现极小像差离轴多反光学系统的设计关键。本文基于空间光线追迹与像差矫正相结合的分组设计方法建立离轴多反的初始结构计算数学模型,提出了一种改进的粒子群算法用以解决离轴多反光学系统的初始结构问题,采用带收缩因子的自然选择的粒子群算法提高了计算精度,提升了设计效率,获取了离轴多反光学系统的初始结构。最后,本文以离轴六反的极紫外光刻投影物镜为例,验证此方法的可靠性和有效性,实现了0.33NA极紫外光刻物镜综合波像差优于1/80λRMS光学系统设计。

摘要：将粒子群算法用于光学系统的设计优化中,构造相应的数学模型,并编程实现算法.设计了关于曲率半径r、透镜面之间的距离d和玻璃折射率n等光学系统结构参数的适应度函数,用此函数作为评价函数实现对像差的自动校正.给出用粒子群算法进行光学系统设计的实例.结果证明,粒子群算法可以克服以往光学设计中高度依赖初始结构的缺点,可以自由控制结构参数的搜索范围,从而提高光学系统设计的智能化程度.

摘要：提出了一种用于LED准直照明的非球面透镜设计方法,该方法产生于对非球面几何光学特性分析和粒子群优化算法优越的寻优能力。用该方法设计了一个基于点光源准直的出光口径30 mm的非球面透镜,为了证明准直透镜的准直效果,用光线追迹方法模拟了准直透镜对于点光源的准直过程。模拟结果显示,点光源经准直透镜后出射光线的最大半视场角为0.004 60,0.8 mm×0.8 mm LED光源经准直透镜后出射光线的最大半视场角为4.91°,表明了粒子群算法用于非球面准直透镜设计的可行性和有效性。与现有的设计方法相比,该设计方法意义更直观,实施更简单。

摘要：为了达到车辆轻量化的效果,基于某轻型乘用车钢制防撞梁,根据车辆低速碰撞标准对采用碳纤维材料的防撞梁进行结构优化设计.通过全因子试验确定防撞梁的截面参数,考虑到各铺层区域之间厚度不同导致的材料不连续问题,提出了基于铺层相容性的铺层原则,并以此确定防撞梁的厚度空间和对应的铺层顺序.在对防撞梁的铺层厚度进行优化设计时,采用基于kriging模型的加点多目标粒子群优化算法,在传统粒子群算法的基础上引入多目标加点策略,能够有效解决由于近似模型精度不够导致的重复试验设计,提高了优化效率.优化设计后的仿真和台车试验表明,碳纤维防撞梁低速碰撞性能满足要求.

摘要：特殊的结构和控制方法使得开关磁阻电机(SRM)具有多变量、强耦合、高非线性等特点,如何快速而准确的得到最优设计方案一直是研究的热点与难点。首先将粒子群算法(PSO)与文化算法(CA)相结合,构建了文化粒子群优化算法(CPSOA),通过将PSO嵌入到CA架构,实现了不同空间群体的并行进化,提高了PSO的优化精度与效率。然后,采用传统设计方法得到了SRM的初始设计方案,并进行了初步校核。最后,针对一定的目标和约束,以参数对性能的影响模式为基础,利用CPSOA对初始方案进行了优化,得到了关键几何尺寸和控制参数的全局最优解。

摘要：为了解决波纹管所涉及的非线性约束离散变量的优化设计问题,文中尝试将粒子群算法与惩罚函数法相结合,建立新型离散粒子群算法,实现离散变量与连续变量之间的转化。提出了一种新的离散惩罚因子更新策略,以保证离散解的精度及算法的收敛性。通过著名的容器设计算例验证,文中方法优于文献方法。用该方法对波纹管工程实例进行优化设计,优化目标值比在用产品提高了79.96%,且与理论值接近,离散解的精度满足要求,进一步证明了该方法在求解波纹管工程非线性约束离散变量优化设计问题时的有效性。