航空发动机单部件视情维修优化决策

基于航空发动机视情维修特点,对影响航空发动机部件维修的两个主要决策变量预防性维修阈值和检查间隔期进行分析。在分析某航空公司实际运行数据的基础上,以期望维修费用率最低为目标函数建立针对预防性维修阈值和检查间隔期的优化决策模型。通过用检查问隔期的幂函数表示Weibull分布的尺度参数的方法,实现在同一模型中同时对两个决策变量作综合优化决策。最后以CFM56发动机的HPT叶片为实例作了应用分析。结果表明,所建优化模型在保证发动机安全运行的前提下,使期望维修费用率最低。     

基于多目标遗传算法的发动机进排气系统优化

采用改进的非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)对一单缸汽油发动机的进排气系统进行了优化,以解决该发动机加装触媒催化剂后中速段扭矩明显下降的问题.首先选取发动机进气和排气系统作为优化对象,分析了进、排气管长度、直径等单个变量对发动机扭矩的影响;以发动机在4 500 r/min和5 500 r/min处的扭矩最大为优化目标.运用改进的NSGA-Ⅱ方法进行了多目标优化,优化后的发动机在保证高低速扭矩的同时恢复了中速段扭矩.结果表明,进、排气管长度、直径等对发动机扭矩的影响区域和影响程度都不相同,简单地调整单个变量很难同时满足多个优化目标,而通过加入精英保持策略和去除重复个体算法的NSGA-Ⅱ方法能够在多维区域内快速有效地搜索Pareto解集,实现多目标优化.     

汽车发动机悬置系统多目标优化的研究

以整车为背景，提出以汽车驾驶室振动量最小和发动机悬置能量解耦为综合目标的多目标优化模型，对发动机悬置参数进行了优化，计算了实例表明选择合适的发动机悬置参数可以有效地降低汽车的振动。     

以可靠性为中心的多部件设备预防性维修策略的优化

基于以可靠性为中心的预防性维修计划对生产的重要性及其制定的复杂性,提出了多部件设备非周期预防性维修计划的优化方法.该方法中的预防性维修分为更换、修理和保养;突发故障用小修处理.为减少维修停机损失,将多个维修作业按照机会维修阈值进行归并.运用马尔可夫决策过程理论,给出了不同维修方式转移概率的表达式,解决了预防性维修策略的组合优化问题.用VB程序仿真求解出了满足设备可靠性要求、且维修成本最小化的预防性维修计划.结果表明,相比对多个部件单独进行更换或修理,所提出方法节约了大量维修成本.     

基于可靠度的发动机旋转部件维修决策研究

发动机旋转部件是发动机的关键部件,部队中经常出现由于发动机旋转部件故障而导致的重大飞行事故。本文首先详细介绍了威布尔比例风险模型,在参数估计时采用了极大似然估计方法估计出模型中的参数,然后以可靠度为要求,预测装备的剩余寿命,从而指导实施维修决策。最后选择发动机某类轴承为例,利用比例风险模型对其进行了维修决策研究。     

基于PHM的发动机旋转部件状态维修决策研究

发动机旋转部件是发动机的关键部件,部队中经常出现由于发动机旋转部件故障而导致的重大飞行事故.详细介绍了威布尔比例风险模型,在参数估计时采用了极大似然估计方法估计出模型中的参数.然后以可靠度为要求,预测装备的剩余寿命,从而指导实施维修决策.最后选择发动机某类轴承为例,利用比例风险模型对其进行了维修决策研究.     

基于模糊集理论的一主多从多目标优化方法

研究了一主多从、从者间有关联的双层多目标规划问题。基于模糊集理论,提出了一种易于实施的模糊决策方法,为两层以及多层决策问题提供了新的求解途径,对进一步研究两层及多层决策问题的决策支持系统也有一定的意义。     

系统可靠性的多目标优化计算

由于多目标优化问题存在多个最优解集合，而传统的方法往往将其转化为各目标之加权和，然后采用单目标优化技术，这种方法存在诸多缺点和脆弱性，作为一种并行算法，遗传算法能很好地解决多目标优化问题，文中在非劣性分层遗传算法的基础上对遗传算子进行改进，首先获得多目标优化问题的非劣解，然后通过对系统进行敏感性分析，有效地缩小了问题的解空间．试验对比发现，算法的速度和精度得到有效提高。     

基于功能检查模型的视情维修检查间隔的确定

介绍了潜在故障的概念,然后针对潜在故障的特点,结合SAEJA1011和MSG-3的故障管理策略,说明了适用于潜在故障的维修工作类型是SAE中的视情维修,在MSG-3中与之相对应的是检查/功能检查。通过运用功能检测风险模型,举例说明了对满足一定可靠度要求的检查间隔的确定方法。     

资源分配的多目标优化动态规划模型

资源的有限束缚了项目投资追求的理想。系统内阶段的多样性,目标函数的多样化,状态的转移,阶段决策和总体决策策略的确立构成系统优化问题。针对多目标规划指标间的不可公度性,统一建立了n个分配方案关于定量指标和定性指标的相对优属度矩阵,并引用向量和矩阵统一给出了多目标、多阶段动态规划问题的分析方式,从而应用多目标模糊 优化动态规划方法建立了量纲不一的,既有定量目标又有定性目标的资源分配问题的数学模型。     

模拟动物行为的多目标可靠性优化设计博弈算法

针对多目标可靠性优化设计的求解问题,结合动物行为对博弈方行为方式进行改进,提出模拟动物行为博弈算法.将各设计目标视为不同博弈方,通过随机向量映射技术将设计向量分解为各博弈方的策略集.根据行为匹配规则,将动物的"损人利己型"与"互惠合作型"行为赋予相应博弈方,各博弈方依据所模拟的行为,构建收益函数与目标函数的映射关系.模拟"互惠合作型"行为的博弈方组成联盟,与模拟"损人利己型"行为的博弈方进行多轮博弈,最终得到均衡解.车辆制动器设计结果表明,对比竞争与合作博弈,所提方法具有更高的计算效率.      

基于多目标粒子群算法的卫星结构动力学优化

针对卫星结构的多目标动力学优化问题,在其优化过程中建立了一种多目标粒子群优化(MOPSO)算法.该算法采用惯性权重递减策略,对违反约束的粒子给予不同惩罚,并在算法后期引入变异算子,增强种群的多样性,使算法更好地进行全局寻优.结合支持向量机近似模型,将MOPSO方法用于卫星结构动力学优化,并与多目标遗传算法(NSGA-II)的结果进行了对比.数值结果表明,MOPSO可以有效地搜寻优化问题的Pareto前沿,具有良好的分散度和均匀性.     

基于区间不确定性的多学科可靠性设计

针对随机可靠性设计和多学科设计直接结合中存在的随机可靠性无法解决不确定性信息量较少及直接结合的嵌套结构计算效率较低的问题,采用区间描述有限信息的不确定性,以非概率可靠性指标衡量多学科系统的可靠性,建立了基于区间不确定性的多学科可靠性设计模型.同时,为了提高计算效率,采用性能测量法来减少可靠性分析的计算量,并引入序列优化与可靠性评估方法将三层嵌套的多学科可靠性设计结构解耦为顺序执行的确定性多学科设计优化和多学科可靠性分析过程,降低了计算复杂性.通过一个算例验证了该方法的可行性和有效性.结果表明,相比多学科可行法,单学科可行法的计算效率较高.     

基于ARIMA模型的民用航空发动机低压转子振动故障分析

民用航空发动机运行数据是航空公司制定发动机维护方案的重要参考依据。针对某航空公司CFM56-7B发动机的振动值变化趋势提出了一种基于回归分析和ARIMA(Autoregressive Integrated Moving Average Model)模型的故障分析方法。采用回归分析法对各航段发动机振动值和转速之间的关系进行回归拟合,针对指数拟合方程的指数项系数建立ARIMA分析模型,得到方程拟合系数预测值与真实值之间的对应关系并分析结果,从而预判发动机是否有振动故障征兆。结果表明,ARIMA模型能够较好地描述发动机振动-转速拟合系数变化趋势,能够有效地预测发动机振动故障,可为航空公司制定发动机维护方案提供重要依据。     

基于协同优化方法的汽车正面抗撞性优化设计

将最优拉丁方试验设计方法与响应面方法相结合,建立了汽车正面碰撞过程中3组加速度指标的代理模型.使用协同优化方法对该3组加速度指标进行了协同寻优.优化结果表明,优化后3组指标均有不同程度的改善,提高了汽车正面抗撞性,表明使用协同优化方法、结合近似技术和有限元技术是求解汽车抗撞性多目标设计优化问题的一种有效方法,该方法能够有效地避免传统优化方法在求解高度非线性问题时面临的困难.     

基于外点惩罚函数与NSGA-II算法的气体分馏装置多目标优化

采用多元线性回归理论,结合最小二乘法对气体分馏装置进行优化建模,提出将惩罚函数法与非支配排序遗传算法（NSGA-II）相结合的优化策略,对气体分馏装置优化模型进行求解得到Pareto最优解集。优化结果表明,文中提出的改进NSGA—II算法求得Pareto解集的收敛性和多目标优化点的分散程度要优于NSGA．II和NSGA算法,该算法克服了NSGA—II算法Pareto解集的分散程度不均匀、NSGA算法收敛性差的问题。通过对比气体分馏装置目前工况与改进NSGA—II优化算法的结果可知,改进算法的结果成功地解决了目前该气体分馏装置能耗过高的问题,使该装置达到了节能优化的目标,为气体分馏装置的节能与优化设计提供了新的有效方法。     

基于物理规划的弹道多目标优化

针对加权系数法求解弹道多目标优化问题时不能获取非凸Pareto非劣解,并且主观依赖性严重,难以选取合适的权值的问题,将物理规划引入弹道多目标优化中,建立了基于物理规划的弹道多目标优化模型,详细分析了基于物理规划的弹道多目标优化方法的求解流程,指出了该方法的优点. 最后分别采用加权系数法、最优控制方法以及本文所提方法进行拉平段弹道多目标优化. 优化结果对比研究表明,物理规划法效率更高,结果更好,对初值不敏感,鲁棒性更强,并且有利于获得非凸Pareto非劣解,从而体现了所提方法较强的工程实用价值.      

深部巷道围岩稳定的区间非概率指标分析

分析了深部岩体物理力学参数的特点,引入区间数学理论,建立了深部工程围岩物理力学参数及其对开挖响应的区间分析模型.提出了区间模型的逐步逼近求解程序,构建了深部坑道围岩稳定的非概率指标及其分析方法.分析了某深部工程围岩的稳定性.结果表明基于区间数学的非概率方法是分析深部地下结构稳定性的合适工具,具有理论和实用价值.     

基于MBC工具箱的汽车内板件成形多目标优化

摘要： 为了研究成形工艺参数对板料成形回弹量和板料厚度的影响,以某汽车内板件为对象,基于MATLAB软件中MBC (Model Based Calibration)工具箱建立了参数（摩擦系数、压边力、成形阻力系数和板料尺寸）与目标函数（回弹量和板料厚度）之间的数学模型,借助于MBC工具箱中的CAGE优化模块对目标函数进行优化,得到最佳参数组合,即摩擦系数0.125、压边力350 kN、板料尺寸250 mm×360 mm,拉延筋阻力系数分别为20%、10%、6%和35%.同时,通过有限元模拟和实际生产实践,验证了所提出方法的可行性.