摘要：针对选区激光熔化工艺中残余应力造成的变形缺陷问题,介绍了一种基于有限元仿真的选区激光熔化工艺的结构变形补偿设计优化方法.以螺旋桨结构成型为例,首先建立了宏观尺度上基于有限元方法的热-力耦合仿真模型,然后分析了成型零件中的残余应力与变形分布规律,并提出了利用变形场反馈调整零件设计的几何结构的方法,通过多次反馈迭代,实现了成型后零件变形几何与期望几何之间的形状误差逐步减小.数值试验结果表明:经过变形场反馈调整4次,成型后的螺旋桨结构相较于期望几何结构的最大形状误差下降了94%;同时也发现,设计迭代过程中,零件成型后的残余应力与实际变形基本不变.

摘要：基于对重型越野车辆离合器工作特性及气助力液压操纵结构的分析,设计了一套离合器自动操纵系统。实现离合器的自动分离、接合和保持的功能需求。该系统同时保留离合器的手动应急操纵功能,从而保证重型越野车辆的战场生存能力。利用协同优化方法对该自动操纵机构的核心部件——操纵油缸进行设计。为获取所设计的自动离合器操纵系统的特性,设计台架试验,进行分离、接合、定点控制等试验。试验结果表明,该离合器自动操纵系统响应速度和控制精度均满足使用要求,为进行自动换挡系统中的离合器起步和换挡控制策略的研究奠定了良好的基础。

摘要：为解决传统实验设计方法中稳态视觉诱发电位(SSVEP)刺激界面优化设计时存在实验次数多、成本高、周期长的问题,提出一种知识驱动的SSVEP刺激界面序贯式实验方案优化方法.以SSVEP刺激界面参数为设计变量,SSVEP响应性能作为优化目标.利用概率模型表征刺激界面参数的先验知识,通过概率积分变换翘曲实验样本空间,缩小最优值存在概率低的区域,并扩大最优值存在概率高的区域.采用预期改进采集函数进行迭代优化,以较少的实验次数获得最优的刺激界面.实验结果表明:所提优化方法在保障找到最优刺激参数的前提下,与拉丁超立方和正交设计方法相比,实验次数分别减少了约53%和44%.

摘要：自然的设计意图表达是概念设计阶段的重要需求之一,探索自然、直观的交互模式逐渐成为CAD技术的新发展方向。目前,基于手势的自然交互模式已成为实现新型CAD交互模式的重要途径。然而,现有基于手势的CAD交互方法中仍存在着映射关系固定,难以利用少量手势表达较多的操控指令的瓶颈问题。为此,提出一种基于情境的CAD模型手势操控技术,建立一种描述CAD建模过程中人机交互场景的情境模型,通过试验采集用户在CAD建模情境中的手势偏好,利用决策树模型建立在特定情境下手势与CAD指令的映射关系,实现手势与CAD指令一对多柔性映射,手势可映射CAD指令数量增加100%。进一步通过试验对比手势和键盘鼠标两种交互模式在CAD建模过程中的操控速度和精确度,结果显示手势交互模式能够更加快速地表达出用户设计意图,且操控精度与键盘鼠标交互模式几乎无差异。

摘要：将主动悬架和电动助力转向系统的集成设计问题纳入多学科设计优化框架,实现多目标协同优化。建立了带有LQG控制器的主动悬架模型和电动助力转向模型,充分挖掘其耦合关系,对相关系统参数进行集成化处理并构建协同优化计算模型。基于多学科设计优化的思想,将复杂的集成设计问题转化为一个两级优化问题,让子系统分别承担各自学科的优化任务,同时通过系统级约束来协调子系统间的不一致性。优化结果表明,集成系统性能指标均有所提高,不仅行驶平顺性指标得到较好改善,而且低速转向更轻便,主动悬架作动器作用力也显著降低。

摘要：针对复杂机电产品中的管路布局优化难题,提出一种基于知识的管路布局自动评价方法。该方法基于知识的一阶谓词逻辑表达方式,对管路布局设计工程约束进行知识建模,在此基础上建立了管路的评价体系,提出基于应用服务提供商的管路布局设计自动评价算法,实现了基于知识的管路布局自动综合评价。设计并开发了基于知识的管路布局自动评价软件模块,并以某型号发动机液压管路系统为例进行实例验证,证明了所提方法的正确性。

摘要：设计具有变形能力的飞行器结构,通过主动改变其气动外形是提高空天飞行器飞行能力和环境自适应性的有效途径。本文提出了一种可实现单侧弯曲与多级伸展变形的空天飞行器非圆截面变体头锥机构设计方法,可独立进行头锥的多级伸展及弯曲运动,实现变体形式多样化;通过在伸展机构级间设计锁定装置,保证了头锥变形的展开稳定性。结合飞行工况,计算了头锥伸展过程中所受载荷及所需驱动力。头锥伸展及弯曲运动仿真结果论证了方案的可行性。在给定驱动模式下头锥机构的轴向最大伸展位移与体长比为0.43,伸展弯曲比可达3.5。通过分析变形过程的位移、速度及加速度变化规律发现,所设计的变体头锥机构可实现较好的运动特性和运动平稳性。

摘要：在构建高压回路EGR涡轮增压柴油机气路系统动态模型基础上,设计了柴油机进排气氧气质量分数的龙贝格观测器,实现对柴油机进排气氧气质量分数的估计;利用李雅普诺夫稳定性原理对设计的观测器进行了稳定性分析,分析结果显示,设计的进排气氧气质量分数观测器满足稳定性要求,可以用于进排气氧气质量分数的估计;由于进气歧管不宜安装宽裕氧传感器(UEGO),进气氧气质量分数难以测到,本文推导出一种进气氧气质量分数的计算方法,并对推导出的计算方法进行了仿真对比验证,结果表明,该计算方法能够对进气氧气质量分数进行比较精确的计算估计;最后,对设计的进排气氧气质量分数观测器进行了仿真和试验验证,结果表明,设计的观测器可以对柴油机的进排气氧气质量分数进行准确估计,为基于进排气氧气质量分数的柴油机气路控制器设计奠定了基础。

摘要：为实现某二冲程航空煤油发动机控制器的快速开发和策略验证,结合MotoTron快速控制原型开发平台丰富的软硬件资源,依据空气辅助缸内直喷与双火花塞点火的系统设计需求,开发了一套利用8缸机程序控制4缸机的发动机控制器。分析了基于快速控制原型软件架构的控制软件设计方法,利用开发软件MotoHawk配置底层程序和搭建发动机控制系统,并结合Matlab/Simulink建立上层控制策略,实现了完整的控制系统开发。在台架上进行了冷起动测试,发动机起动后转速较平稳,点火提前角、喷油提前角和喷油脉宽的调节过程符合控制策略设计,空燃比控制稳定,空燃比误差在10%以内。发动机顺利过渡到正常工况,验证了冷起动控制策略的可行性,实现了控制器的基本功能,控制器设计满足要求。

摘要：为提高喷水推进器进水流道的流动性能,在给定进水流道出口直径D、流道高度H和流道总长度L等条件下,针对目标变量流道效率η、出口速度加权平均角θ和出口速度不均匀系数ξ,基于响应面方法对倾斜角α和过渡段半径RT进行优化设计。采用中心复合设计法和拉丁超立方法生成35组样本点,建立目标变量随设计变量变化的响应面模型,进行局部敏感性和全局敏感性分析,发现倾斜角α对不同目标变量的影响程度均高于过渡段半径RT.采用多目标遗传算法对η、θ和ξ进行优化分析,得到满足条件的Pareto解。研究结果表明:优化之后,η从91.2%提高至94.1%,θ从82.5°提高至87.1°,ξ从0.152降低至0.068.