基于自适应遗传算法的客机爬升段轨迹优化

作者： 吕开妮   南英   来源： 计算机仿真 年份： 2017 文献类型 ： 期刊 关键词： 轨迹优化   飞行数值仿真   多目标优化   飞机   自适应遗传算法  

描述： 研究民航客机爬升段轨迹优化问题。由于单独节省时间或节省燃油问题,均存在互相影响。为了让客机能够在舒适和省油的前提下尽快爬升到巡航高度,综合考虑了时间和燃料消耗两项优化指标。首先,结合客机爬升阶段的运动方程和性能指标,以及民航飞行规章给出了爬升段轨迹的优化模型;其次,为提高基因的多样性和算法的收敛速度,对自适应遗传算法进行相应改进,使其更适用于客机爬升段轨迹优化;最后,根据民航客机航迹规划要求,给出了具体的优化步骤,并以波音747-200为实例进行爬升段飞行轨迹优化仿真验证。仿真结果表明,改进方法能在满足全部约束条件下最优化性能指标,并能快速收敛,可靠地规划出爬升段最优飞行轨迹。

航空器场面滑行速度与油耗研究

作者： 王湛   熊佳俊   陈浩   来源： 武汉理工大学学报(交通科学与工程版) 年份： 2017 文献类型 ： 期刊 关键词： 滑行路径   免疫自适应算法   滑行速度   燃油消耗   多目标优化  

描述： 针对航空器在机场的滑行路径优化问题,以航空器滑行运动模型为基础,通过离散化滑行速度,采用多目标免疫优化方法,研究了当航空器使用固定的路径推出时,其滑行速度与油耗之间的具体关系.仿真结果表明,通过权衡航空器滑行速度与油耗,可以为指定的滑行线路提供多种滑行方案,满足空管的实时航班调配,同时也可以促进基于油耗的滑行路径优化研究,从而降低滑行时间和油耗,提高机场的运行效率.

基于物理规划的航空保障多目标优化模型

作者： 史海庆   杨航   赵冬梅   来源： 计算机系统应用 年份： 2021 文献类型 ： 期刊 关键词： 功能框架   粒子群算法   多目标优化   物理规划   航空保障  

描述： 根据作战需求确定优化权衡目标,以使用保障需求和技术可行性为约束条件,以保障能力指标集合,以备件储备量的组合为决策变量,建立多个单目标优化模型和多目标优化模型,提出了基于物理规划的航空保障能力多目标优化方法,结合粒子群算法得到了满足设计者偏好的最佳航材备件方案.设计了航空保障能力系数的满意等级,构造了各优化目标的偏好函数和综合偏好函数,使整个设计过程更加灵活地反映决策者偏好,减轻大规模多目标设计问题的计算负担,使军用机群的保障能力更适合实际作战要求,同时通过对比单目标优化的结果,验证了算法的有效性.

通用飞行器气动优化设计数字化集成平台-DIPasda

作者： 孙俊峰   周铸   黄勇   庞宇飞   卢风顺   许勇   来源： 航空学报 年份： 2019 文献类型 ： 期刊 关键词： 多学科优化   多目标优化   系统架构   优化平台   气动设计  

描述： 随着计算机能力和数值计算技术的不断发展,航空工业的市场竞争越来越激烈,迫切需要精确、高效、鲁棒的设计工具应用于飞行器的改进优化和创新设计。未来航空工业的发展,需要解决多学科综合设计的关键问题,为新型高性能飞行器的设计提供有力的设计方法和设计工具。DIPasda作为复杂外形设计的通用飞行器多学科优化设计平台,研制目的主要是提供一套新型通用、鲁棒、高效的优化设计架构,应用于通用飞行器工业设计环境,改善传统设计耗时低效的状况,提高新型飞行器设计的效率和精度。DIPasda平台系统包含了优化设计过程中所需用到的各类方法,主要包括数值优化方法、几何模型参数化方法、代理模型方法、高精度的学科分析工具等。通过详细介绍平台的系统架构、主要的功能模块、伴随优化设计和多目标优化设计流程,展现了DIPasda平台系统架构设计的灵活性和功能模块的完备性。最后通过优化算例展示了系统的综合优化设计能力。

民机客舱布局工效学量化设计模型研究

作者： 陈浩   庞丽萍   完颜笑如   方玉峰   郭司南   闵雨晨   来源： 北京航空航天大学学报 年份： 2020 文献类型 ： 期刊 关键词： 数学建模   民机客舱   布局设计   人机工效   多目标优化  

描述： 为提升客舱布局设计效率以及面向民机客舱快速仿真设计系统提供技术支撑，提出了一种民机客舱布局量化设计模型。该模型面向工效学设计需求，以座椅排距、座椅排数、各级客舱舱段长度等作为设计变量，构造了舒适性、经济性、安全性三类目标函数，实现了客舱边界限制、人机空间耦合关系、适航安全性要求等约束条件的量化描述。分别以双通道宽体干线客机、单通道窄体干线客机和支线客机为应用算例，对模型的可用性进行了计算验证。结果表明，该模型可适用于多种机型的客舱布局设计，能够提供多个满足舒适性、安全性、经济性等多样化工效学设计指标的量化设计方案，并可给出各类指标进一步的优化途径。该模型在一定程度上实现了民机客舱布局量化设计，为概念设计阶段客舱布局快速设计和多方案比较提供了一种新的方法，同时也可作为航空公司客舱布局选型的定量化辅助决策工具。

民机客舱布局工效学量化设计模型研究

作者： 陈浩   庞丽萍   完颜笑如   方玉峰   郭司南   闵雨晨   来源： 北京航空航天大学学报 年份： 2020 文献类型 ： 期刊 关键词： 数学建模   民机客舱   布局设计   人机工效   多目标优化  

描述： 为提升客舱布局设计效率以及面向民机客舱快速仿真设计系统提供技术支撑，提出了一种民机客舱布局量化设计模型。该模型面向工效学设计需求，以座椅排距、座椅排数、各级客舱舱段长度等作为设计变量，构造了舒适性、经济性、安全性三类目标函数，实现了客舱边界限制、人机空间耦合关系、适航安全性要求等约束条件的量化描述。分别以双通道宽体干线客机、单通道窄体干线客机和支线客机为应用算例，对模型的可用性进行了计算验证。结果表明，该模型可适用于多种机型的客舱布局设计，能够提供多个满足舒适性、安全性、经济性等多样化工效学设计指标的量化设计方案，并可给出各类指标进一步的优化途径。该模型在一定程度上实现了民机客舱布局量化设计，为概念设计阶段客舱布局快速设计和多方案比较提供了一种新的方法，同时也可作为航空公司客舱布局选型的定量化辅助决策工具。

A320飞机电源检测与负载配电系统设计

作者： 郝晓红   谈斌   段俊萍   来源： 自动化与仪表 年份： 2020 文献类型 ： 期刊 关键词： 数学建模   民机客舱   布局设计   人机工效   多目标优化  

描述： A320飞机电源检测和负载配电系统由飞机电源检测部分和负载配电部分组成。飞机电源检测部分采用STM32F4系列单片机,完成对输入交流电压、电流、频率等参数的检测、逻辑控制以及电网保护等;负载配电部分虚拟实际飞行阶段、飞行状态,通过分析负载需求,完成飞机负载配电控制和状态监控。所设计的系统可以实现飞机电源系统运行动态模拟,具备真实性强,可操作性高,可维护性好等特点,不仅可作为航空维修教学训练平台,还可为电源系统附件维修提供维修方案,应用前景良好。

基于改进NSGA-Ⅱ的航空发动机管路多目标布局优化

作者： 柳强   焦国帅   来源： 计算机集成制造系统 年份： 2018 文献类型 ： 期刊 关键词： 航空发动机   种群更新机制   管路布局   多目标优化   拉丁超立方  

描述： 提出了一种基于改进NSGA-Ⅱ算法的航空发动机管路多目标布局优化方法。为了提高NSGA-Ⅱ算法的全局搜索能力,提出了一种新的种群更新机制,在进化过程中采用拉丁超立方方法对种群的部分较差个体进行替换,同时保留原有的精英保留策略,以达到全局搜索能力与收敛性的均衡。采用三维凸包对敷设空间进行建模,基于B样条曲线设计了个体编码方式。以管路长度及平滑性为优化目标,应用改进NSGA-Ⅱ算法对发动机管路布局Pareto解集进行求解。最后通过数值算例及管路敷设仿真验证了所提方法的可行性。

航空齿轮减速器稳健优化设计研究

作者： 韩冰海   来源： 航空工程进展 年份： 2018 文献类型 ： 期刊 关键词： 齿轮传动   多目标优化   减速器   6σ   稳健设计  

描述： 航空齿轮减速器通常对重量、强度、效率以及可靠性有极高的要求,考虑到其所处工况的随机性、工艺水平的差异性以及材料强度等力学性能参数的波动性,传统的确定性参数优化设计已不能满足工程实际的需求。在传统的确定性优化设计模型的基础上,基于6σ稳健设计基本理论建立齿轮传动系统的多目标稳健设计优化模型,并采用NSGA-Ⅱ多目标优化算法进行求解;以某航空齿轮减速器中单级斜齿圆柱齿轮系统为研究对象进行实例分析。结果表明:本文提出的基于6σ稳健设计理论的齿轮传动系统优化模型充分考虑了不确定性因素对优化的影响,具有一定的工程应用价值。

大型民用飞机气动外形典型综合设计方法

作者： 黄江涛   高正红   余婧   郑传宇   周铸   来源： 航空学报 年份： 2019 文献类型 ： 期刊 关键词： 非支配解优化   相关性分析   离散伴随优化   虚拟Pareto可行解集   多目标优化  

描述： 基于自主研发的飞行器气动外形大规模并行化、分布式综合设计软件AMDEsign,开展了大型民用飞机气动外形多目标综合设计,研究了处理高维目标空间多目标优化问题的有效处理方式,为优化数学模型的合理确定提供数据参考。在此基础之上,基于软件AMDEsign的主分量分析(PCA)、离散伴随方法两个典型模块,对宽体飞机数字化模型开展多目标优化,其中离散伴随方法中引入虚拟可行解集逼近方法,为权系数提供有效的导向性选择;并进一步将结果进行多目标评估分析,设计结果表明,主分量分析能够有效识别目标函数的相关性,虚拟可行解集方法效率较高,充分利用了离散伴随效率高以及导向性权函数预测等优点,多点设计外形在巡航升阻比、抖振特性以及阻力发散等性能上具有明显改善。文中提出的综合设计方法简捷高效且具有较强的工程应用价值。