复杂产品设计结构模型的节点属性层次研究

分析了复杂产品协同设计过程中的设计信息层次结构与表达方法.根据复杂产品设计时数据量大、多学科优化设计的特点,提出了二级树产品结构模型框架,用于描述复杂产品设计信息层次结构.基于学科分类,将属性节点扩展为属性树,有利于对各类信息的分类存取与管理.提出了两层树状结构的节点属性树.阐述了学科数据层的基本内容,分析了学科数据层与学科协同层的关系映射;提出了二级树结构模型的数据存储结构与节点数据的统一表示方法.实例分析表明,该结构模型有利于实现各学科信息分类管理,能够有效利用学科信息资源,提高复杂产品设计效率.     

一种支持大规模应用层组播的混合拓扑覆盖网络

提出一种支持大规模应用层组播的混合拓扑覆盖网络——H-ALM.将传输覆盖网络分为主干层和分支层,主干层采用树状结构,分支层采用网状结构.H-ALM克服了单一树状结构传输稳定性差和单一网状结构传输延迟大的不足,同时综合考虑节点规模、节点的带宽能力、节点累计转发和接收数据量等实时的状态和网络条件,从而进一步优化了混合式传输覆盖网络.实验表明,H-ALM比树状方法更稳定,比网状方法延迟更小.     

基于知识的广义优化方法

传统的优化方法在描述能力,建模方法,方法实现和模型数据的分析等方面都存在着局限性,需要引入新的思路。针对上述问题,提出了基于知识的广义优化方法,给出了广义优化中知识概念,优化问题的描述,以及基于知识的广义优化方法的一般求解过程。     

基于过程优化的三维建模流程优化方法

针对传统三维建模流程存在的延时问题,提出了基于过程优化的三维建模流程优化方法.该方法从结构优化、模型优化两个方面对整个建模流程进行优化.同时,为了克服三维建模流程中因分别对单个模型进行优化而耗时多和模型间优化时间间隔较长的问题,又提出了一个新型层次模型简化算法.该算法让简化算法贯穿在整个区域建模过程中,从而将模型间优化的时间间隔降至传统方法下的三分之一左右.最后以联合站系统为例,验证了所提三维建模流程优化方法的优越性.     

基于VRML技术的虚拟数字校园场景建模研究

以虚拟数字校园场景构建的流程为主线,分析了VRML造型节点的层次结构,探讨了大型场景数据的有序组织方法,以及用内联节点(Inline)实现场景调度的方法;详细讨论了虚拟场景的创建流程,重点研究了建筑物建模.为了解决建筑物复杂度与真实感的矛盾,提出了建筑物的二次建模方法.最后,对场景的优化作了一定的探讨.     

基于果蝇——广义回归神经网络优化的WSN节点定位算法

针对无线传感器网络(WSN)基于测距的定位算法中,利用节点坐标计算方法获得的节点坐标位置存在较大误差的问题,提出一种无需进行坐标计算的果蝇—广义回归神经网络(FOA-GRNN)优化的WSN节点定位算法.该算法利用广义回归神经网络(GRNN)较快的学习速度和较强的逼近能力建立WSN节点定位模型,通过果蝇优化算法(FOA)调整广义回归神经网络的平滑参数,降低调整平滑参数时人为因素的影响,由神经网络直接输出未知节点坐标.仿真实验表明,通过果蝇算法优化的FOA-GRNN模型的节点定位精度比未经优化的GRNN模型的节点定位精度高.同时,比较了FOA-GRNN模型与BP神经网络模型、虚拟节点BP网络模型(VNBP)在WSN节点定位中效果,表明FOA-GRNN模型在WSN节点定位精确性方面具有明显优势.     

通用性星树状油气管网布局优化模型研究

集输管网结构复杂、投资大,是油气田建设的重要组成部分,优化集输管网布局方案是油气田降低开发成本的关键之一。由于星树状管网在集输系统中被广泛使用,针对星树状管网最优布局问题,开展了星树状管网布局优化模型的研究,重点关注了集输站处理容量和集输半径的约束限制,建立了Q模型、R模型、QR模型等含有大量离散变量的混合整数线性规划的通用模型。以实际的油气田为例,运用分支定界法求解上述模型,得到各方案下的拓扑结构、集输站设施位置、中央处理设施位置等系统最优解,证明了模型与算法的正确性和可靠性。通过分级优化策略和整体优化结果的对比分析,整体求解星树状管网模型的总投资更低。提出的通用性星树状油气管网布局优化模型,可根据工程实际情况确定不同约束条件下的最优管网布局,有效指导油气田地面工程设计与建设。     

港口集疏运系统优化模型

对港口集疏运系统进行物理描述,定义节点、路段和网络,并运用节点扩展的方法对转运枢纽进行描述与定义,建立以系统最优为目标,基于广义费用的多货种、多方式的港口集疏运网络综合平衡优化模型,并对该模型进行评价.     

基于绝对节点坐标方法的压发装置建模与优化

研究压发装置的精确建模与产品性能优化问题. 基于绝对节点坐标方法的缩减板单元对压发装置电路板进行建模,通过实验确定电路板的材料参数及支撑弹簧与触发装置的非线性刚度特性,采用非线性力–位移关系建立了支撑弹簧与触发装置力学模型,搭建了压发装置结构的精确有限元模型;设计了压发装置加载实验系统,采用实验数据验证了上述有限元模型的正确性. 根据目标触发载荷范围,优化了压发装置中支撑弹簧的刚度及长度参数. 数值模拟直接指导了压发装置参数设计,并已成功应用于型号研制.      

计及配电网络与交通网络双重特性的电动汽车充电站选址规划

电动汽车充电站既是交通服务设施也是公用电力设施,因此充电站的规模与选址是电动汽车大规模应用中一个重要的考虑因素.建立多目标模型,考虑普通充电和快速充电两种充电站,对电动汽车充电站和配电网规划进行了联合建模,使得在交通网络中最大化捕获交通流的同时最小化配电网络中的功率损耗.构建了模糊隶属函数处理所建立的多目标优化问题,采用遗传算法进行求解.最后,采用33节点的配电系统和25节点的交通网络验证了所提出模型的有效性.     

一种基于成长的物流网络建模方法

为解决目前物流网络动态建模中存在的难题,分析了当前流行的物流理论及其建模方法,结合复杂网络理论的最新应用,提出了一种基于成长特性的物流网络基本建模方法NGM.在建模的过程中,首先建立一个原始模型,然后考虑实际物流网络的成长特性、优先连接特性和赋权边特性等,对原始模型进行了修正和优化,并结合物流配送中心的需要分析了优化后模型的一些特性.仿真结果表明:基于NGM的物流网络能够按照节点的富集程度,形成"一个核心节点,少量中心节点,大量外围节点"的层次型物流网络结构.该结构在经济性、时效性、安全性、沟通性和方便性方面都能使网络的性能动态地达到最优.     

基于现值质量损失的相关特征产品的公差设计

考虑产品质量特征随着时间退化的影响.用多变量质量损失函数在连续复利条件下,把产品特征的退化作为一个连续的现金流量函数建模,从而建立了相关特征产品的期望质量损失现值与其公差的函数关系;在此基础上把质量损失的现值和产品随时间退化的影响集成到总成本模型中.提出了相关特征产品公差设计新的优化模型.产品的优化公差通过使总成本(制造成本与期望质量损失现值之和)最小化而获得,一个板簧公差设计的实例验证了该模型的有效性.     

飞控计算机系统分层混合可靠性建模方法

对于复杂的非相似、多余度飞控计算机系统,根据其结构特点,综合静态和动态可靠性建模方法的优势,提出了采用可靠性框图（RBD）和广义随机Petri网（GSPN）相结合的分层混合建模方法,并对建模过程中低层各子系统存在共因失效部件情况下的可靠性建模和求解作了分析.分别采用分层混合建模方法和动态可靠性建模GSPN方法对Boeing777电传主飞控计算机系统进行可靠性建模和分析.同动态GSPN方法相比,该方法综合采用了静态和动态可靠性建模方法,具有状态空间模型的灵活性和组合模型求解的高效性,同时层次结构避免了GSPN方法带来的状态空间爆炸问题.由结果比较可得,该方法可行、高效、精确.     

软聚类节点分裂层次模型

针对分类决策树算法存在的结构冗余及误差迁移问题，提出了软聚类节点分裂层次模型.通过叶子节点处决策模型构建以及软聚类节点分裂方法，实现对样本空间的高效划分，生成精简的层次结构模型.利用层次结构判别方法，从层次结构模型叶子节点到根节点对样本进行加权求和预测，降低模型结构对判定效果的影响，提高模型对判别误差的调节能力.对比了CART、ID3、C4.5共3种分类算法，该方法构建的模型结构简单，在两个数据集上均有最好的分类效果，F₁-measure分别为0.53和0.38.说明软聚类节点分裂层次模型能够避免冗余结构，缓解误差迁移问题.      

复杂产品多学科设计优化的视图建模

针对复杂产品学科分划困难以及多学科设计建模中存在的视图一致性问题,提出了以主模型为导向、多学科并行建模的技术路线。介绍了产品的多学科设计优化方法,论证了设计对象功能行为的不同表达是多学科视图模型形成的基础;讨论了多学科视图模型之间协调一致的保证体系。将该方法应用于汽车车身的多学科设计优化,真正实现了设计信息的共享和动态交互,有效改进了产品设计水平。     

遗传算法在组播路由优化中的应用

通过分析遗传算法和组播路由的特点,提出了一种求解满足带宽-时延约束多组播路径问题的遗传算法.在算法中设计了一种基于节点连接路径的具有树状结构的染色体表示方法及可以实现树状染色体交叉和变异的算子.数值实验结果表明,所提出的算法有效改善了初始群体的整体适应性,便于更快地找到最优路径,有效解决了带宽-延时约束组播路由的问题.     

基于仿生子结构的铝合金板式节点拓扑优化

针对铝合金板式节点自重大且应用传统拓扑优化效果不佳的问题,在子结构拓扑优化的基础上利用仿生学原理提出一种仿生子结构划分方法,显著改善了铝合金板式节点的拓扑优化效果,并构建一种轻质高强的新型铝合金节点.首先以Y型节点为例提出仿生子结构拓扑优化的基本思路和数学模型并验证了该方法的有效性;然后应用该方法对传统铝合金板式节点进行拓扑优化.优化过程中,先使用SolidWorks软件建立节点模型;然后以甲虫前翅为仿生对象进行拓扑优化子结构划分,并应用HyperWorks有限元软件中的OptiStruct求解器进行给定荷载条件下的节点拓扑优化分析;再通过OSSmooth模块进行FEA reanalysis处理,提取优化结果的关键拓扑特征;最后将拓扑节点有限元模型通过SolidWorks软件进行重建模设计,获得新型铝合金节点.研究结果表明,仿生子结构拓扑优化方法有效提升了结构优化效率和优化效果,应用该方法得到的新型铝合金节点在最大等效应力降低19.97％的同时大幅降低其自重52.91％.     

无线传感器网络覆盖优化策略

针对无线传感器网络节点覆盖容易出现空洞和盲区的问题,提出一种基于改进人工鱼群算法的无线传感器网络覆盖优化算法.首先构建网络节点的信任度模型,进行节点轮换调度修复路由,然后采用改进人工鱼群算法进行无线传感器网络节点的自适应定位寻优,以人工鱼群优化的节点分布模型重构无线传感器网络(WSN)节点覆盖连通图,实现优化网络覆盖.仿真实验结果表明,利用覆盖优化算法进行WSN网络节点设计,明显地改善了网络节点的覆盖质量,提高了无线传感器网络的安全性能.     

基于查询代理和广义蚁群算法的P2P资源搜索

随着Intranet迅速发展,私有网络中包含了大量的资源,如何将P2P网络延伸到私有网络中,并对其中的资源进行整合具有重要的研究价值。在分析现有P2P网络资源搜索方法的基础上,提出了一种基于查询代理和广义蚁群算法的资源搜索模型。即在私有网络内部使用查询代理完成资源的查找,在公有网络中使用广义蚁群算法进行资源搜索,并对广义蚁群优化算法进行改进,将节点可信度融入到算法优化条件中。实验表明:该算法能够提高搜索效率和命中率,能够有效地孤立网络中的虚假节点,对提高网络的服务质量具有重要意义。     

基于高速铣削的工艺参数组合优化模型研究

针对新技术或新工艺优化设计过程中函数关系不确定的问题,该文提出一种三次优化的组合优化模型.并以高速铣削工艺参数优化为研究对象,进行试验研究、建模分析和软件设计.研究结果表明:试验优化可以准确地提取生产关键数据;神经网络优化可以通过知识推理和样本训练建立外推模型;遗传算法优化可以综合试验和建模的各自优势进行多目标的整体优化,组合优化模型为函数关系不确定的新技术、新工艺参数优化提供了一种新的、更加合理的优化方法.