摘要：为使并行设计过程规划结果更具有实际参考价值,提出了一种无强制解耦的并行设计过程规划方法。首先,通过研究信息流对任务执行的影响,提出了建立信息流矩阵对设计过程进行二次建模的思路;通过对信息流矩阵的分析重构,得出信息流的流动层次结构,从而利用任务与信息流的提供-接收关系反馈指导关键设计任务的执行。然后,从完成条件和完成意义的角度对设计任务进行了解剖分类,通过编码设计结构矩阵与信息流矩阵的同步映射实现了设计任务的适应性细分,并通过对各类子任务执行优先级的定义,完善了对并行设计过程的规划。最后,以汽车总布置设计规划为例对该套方法进行了验证,表明了该方法的有效性。

摘要：为了合理规划协同设计任务,缩短产品开发周期,首先提出了符号设计结构矩阵的概念,并根据设计结构矩阵元素的类型,对设计结构矩阵进行了分类,在有向图建模方法的基础上,扩展了有向图的建模方法。其次,提出了将后序任务对前序任务的强依赖关系用一个弱依赖关系和一个反馈特征来代替的弱化策略,并结合扩展有向图的建模方法和符号设计结构矩阵,给出耦合任务集自动解耦算法。最后以冲压模具协同开发为例进行了验证。实践表明,该方法能有效地减少耦合任务集设计迭代,具有实际的推广价值。

摘要：公理设计(Axiomatic design,AD)的独立公理要求保持功能需求间的独立性,但未提供相应的解耦策略,需要研究一种有效解耦方法以克服该瓶颈。首先深入研究和分析AD和系统创新思维(Systematic inventive thinking,SITl在理论层面上的关联性和一致性,据此构造出AD下基于SIT的解耦模型,针对该模型提出一种新的基于SIT的结构化解耦方法。该方法首先采用AD框架的功能域和物理域之间Z形层级分解映射处理设计问题：然后在规划设计矩阵识别出耦合功能的基础上,采用SIT模式描述耦合问题,从而选择恰当的SIT策略,选择并应用创新思维激励技术获得该耦合问题的保持原技术概念的解决方案：最后根据简单语句描述的方案选择新的满足独立公理的设计参数,将关联的功能需求完全解耦。该方法能够避免耦合度度量、参数优化及替代技术概念的寻求等复杂措施,从一个全新的角度来处理工程设计中的耦合问题。冲水振动和噪声问题实例说明和验证了该方法。

摘要：在模块化产品设计过程中,模块之间往往存在着关联关系,使得设计更复杂,进而增加产品开发周期和成本。针对模块化产品设计中模块间的耦合关联问题,基于设计结构矩阵(DSM)表示产品零件之间的关联关系,分析模块间的相互作用,确定关联模块的主控零件和依赖零件;分析主控零件的关联传播路径,计算模块关联依赖度,确定模块的优先级顺序。然后根据产品结构及其零部件的复杂性,分析主控关联零件的影响,从模块间的关联依赖度、关联零件变更传播的影响及提高模块的适应性等几个方面,提出关联模块的解耦策略。通过起重机抓斗实例阐述了产品模块化设计关联分析过程与解耦方法。

摘要：在离散时间域下,研究了航空发动机的最优PI控制器设计问题.首先,提出一种多回路耦合的通用PI控制器设计方法,基本思想是构造Lyapunov函数以保证闭环系统稳定,且性能在给定评价指标下最优,结论转化为线性矩阵不等式(LMI,Linear Matrix Inequality)描述,用现有工具箱很容易求解.随后,在通用控制器设计方法的基础上,考虑当前国内工程应用情况,针对大推力涡扇航空发动机的模型特性和控制要求,通过构造特殊形式的PI控制器以及矩阵变量,得到其多回路解耦的PI控制器设计方法,并讨论了性能评价指标矩阵的选取对控制器设计结果的影响,给出了指标矩阵的推荐结构.最后,以某型航空发动机控制为例,验证了所提方法的有效性.

摘要：为了解决多学科设计优化耦合复杂性的难题,通过灵敏度分析,研究了复杂系统的耦合因素.提出了耦合强度的概念,给出了耦合因素的隶属度函数和判定耦合因素耦合强弱的准则,在此基础上提出了一种多学科设计优化的解耦方法.最后,给出了1个六杆机构多学科设计优化的实例,以验证解耦方法的有效性.

摘要：在包含多个输入源的新能源联合供电系统中,采用一个多输入直流变换器(MIC)代替传统的多个单输入直流变换器,可以简化电路结构,降低系统成本。采用MIC构成的新能源联合供电系统是一个典型的多输入-多输出耦合系统,因此,闭环系统的设计非常复杂。本文以一种新型的Buck、Boost、Buck-Boost三输入变换器为例,将解耦控制环节加入系统中,这样就可以方便的进行闭环调节器的设计,从而提高系统的稳态和动态性能。最后通过一个400W的原理样机验证该设计方法的有效性。此设计方法也可以应用于其他三输入直流变换器系统中。

摘要：为了解决多变量时滞过程解耦器结构复杂且不能解析设计、控制器不易兼顾控制性能和鲁棒性的问题,提出一种新的解耦双自由度PID控制系统设计方法.针对时滞过程改进了Cai所提出的正则化解耦方法:从能量功率谱的角度重新解释并构造结构简单的解耦矩阵;将系统解耦成单回路后,采用双自由度PID结构设计各回路控制器.典型工业过程实例验证了设计的简单性和性能的有效性.采用该方法,解耦传递函数矩阵可以解析求解,双自由度PID控制器能够有效改善各回路高频段的解耦性能,获得良好的设定值跟踪性能和扰动抑制能力,并且可以方便地应用于控制现场.

摘要：分析了产品的多质量特性指标与设计参数的耦合关系,提出了一种耦合性强弱的度量指标与解耦方法。在此基础上,提出一种多质量特性指标的稳健优化设计方法,基本思路是:按信息公理的要求,对每个质量特性指标进行稳健优化,减少其不确定性信息含量;按独立性公理要求,对多个质量指标进行近似解耦,以提高多个质量指标的整体稳健性。为了提高模型求解效率,用BP神经网络作为非线性随机函数的替代模型,并与遗传算法相结合,构建了一种混合智能优化算法。通过稳健设计实例,对所提出的方法进行了验证。

摘要：提出了一种基于输出拟形的解耦控制器设计方法。设计过程中针对某型涡扇发动机双变量控制系统,首先选取2个理想的一阶环节形成2个独立控制回路,以其在各通路单独阶跃下的无耦合响应为拟形目标。以LQR控制器设计为例,采用遗传算法(GA)来优化LQR控制器的加权矩阵Q和R,使闭环控制系统在各控制回路单独阶跃下的输出与目标相一致,从而达到解耦的目的。通过优化算法,设计出的LQR控制器取得了良好的动、静态解耦效果。