总体结构优化在导弹总体设计中应用

作为导弹总体设计的一项重要内容，结构总体设计优劣影响着导弹最佳总体技术方案成败。现根据型号研制的工程经验，提出了应用于结构总体设计的总体结构优化方法。结合实例，着重从结构最优布局、动力学优化和运动学分析等三方面阐述了具有并行设计特点的总体结构优化内涵。研究表明，总体结构优化是基于并行工程框架的数字化定义、数字化预装配和分析、仿真一体化设计，是解决导弹结构轻质化、提高导弹总体设计水平的有效途径。     

固体战略弹道导弹的多学科设计优化研究

运用多学科设计优化(MDO)方法对某固体战略弹道导弹的总体优化设计进行了研究.从满足固体导弹的MDO需求出发,基于第三代MDO理论,对固体导弹按学科分解为系统层(性能/弹道学科)和子系统层(推进学科、质量分析学科、气动学科),通过分析与建立以上各学科的优化模型及固体导弹的总体优化模型,以固体导弹起飞质量为目标函数将MDO单级优化过程中的同时分析与设计(SAND)过程应用于该固体导弹总体优化设计.与传统优化方法所得结果相比,固体导弹起飞质量减小15.1%,发动机结构质量减小23.3%,优化效率提高87%.算例表明,将MDO方法应用于固体导弹总体优化设计的思路可行.     

固体战略弹道导弹的多学科设计优化研究

运用多学科设计优化（MDO）方法对某固体战略弹道导弹的总体优化设计进行了研究。从满足固体导弹的MDO需求出发，基于第三代MDO理论，对固体导弹按学科分解为系统层（性能，弹道学科）和子系统层（推进学科、质量分析学科、气动学科），通过分析与建立以上各学科的优化模型及固体导弹的总体优化模型，以固体导弹起飞质量为目标函数将MDO单级优化过程中的同时分析与设计（SAND）过程应用于该固体导弹总体优化设计。与传统优化方法所得结果相比，固体导弹起飞质量减小15．1％，发动机结构质量减小23．3％，优化效率提高87％。算例表明，将MDO方法应用于固体导弹总体优化设计的思路可行。     

飞行器固体火箭助推器设计优化方法比较

综合考虑飞行器总体设计约束、轨道设计、气动特性与固体火箭助推器设计间相互影响的情况下,建立了飞行器固体火箭助推器总体/气动/轨道/动力多学科的系统分析模型和设计优化模型。采用传统设计优化方法和多学科设计优化(MDO)方法进行了固体火箭助推器设计优化。结果表明,固体推进单学科的最优设计不等价于飞行器总体多学科的最优设计;与传统设计优化方法相比,MDO方法一次设计优化就可得到满足飞行器总体设计指标的最优设计,得到内外弹道相匹配的助推器最优推力-时间曲线。传统设计优化方法需要飞行器总体和固体推进学科两个设计优化过程不断迭代协调,容易漏掉满足飞行器总体设计指标的最优设计。采用MDO方法,可提高固体火箭助推器的设计质量,大大减少设计迭代次数,从而缩短设计周期。     

卫星总体与姿态控制一体化优化设计方法

针对传统卫星总体和控制串行设计过程低效、设计性能受限、设计方案冗余等问题，提出了一种卫星总体与姿态控制一体化优化设计方法。在轨道、结构、电源、推进等多学科耦合的传统总体设计模型基础上，将面向应用任务过程的卫星姿态控制仿真嵌入卫星多学科分析过程中，实现卫星总体方案与姿态控制的耦合精确分析和整体任务效能的综合评估，在此基础上进一步实现总体和控制的一体优化。最后，以某对地观测敏捷卫星为对象开展方法应用研究，优化结果表明所提方法获得了比传统设计方法目标函数性能更优、冗余度更低的设计方案，验证了卫星总体与姿态控制一体化优化设计方法的可行性和有效性。     

用试验模态分析法研究结构的动力学特性

总结近几年该领域的发展成果，讨论用试验模态分析技术进行动力学研究和设计的理论基础及实际应用，供导弹及地面车辆总体设计人员参考，以便优化总体参数，更好适应现代战争的需要。     

变权TOPSIS评价的导弹总体参数粒子群优化设计方法

为解决传统单目标优化方法难以满足导弹总体参数多目标优化的需求,以及多学科设计优化方法复杂而难于在导弹概念设计阶段使用的问题。提出了一种基于变权TOPSIS(逼近于理想排序)评价和粒子群算法融合的多属性综合优化设计方法。以标准粒子群优化算法为基础,运用变权综合原理构建变权状态变量,结合TOPSIS评价方法计算每组粒子(总体参数方案)的可行欧氏距离,以欧氏距离作为综合评价目标开展了导弹总体参数优化设计研究工作。经实例分析表明,基于变权TOPSIS的粒子群优化设计方法能够有效解决导弹概念设计阶段总体设计多参数、多属性综合优化问题,与传统设计方法相比,具有概念清晰、方法灵活、实现高效的优点。     

多学科设计优化技术在卫星设计中的应用

概述了多学科设计优化(Multidisciplinary Design Optimization,MDO)理论及其研究进展;结合卫星总体设计的特点和设计优化研究现状,分析了开展卫星总体MDO的难点,并指出了需要突破的关键技术;最后综合国内外MDO理论与应用研究的热点,提出了卫星总体MDO的发展方向。     

基于不确定性MDO的卫星总体优化设计研究

为了提高卫星总体设计质量,对基于不确定性多学科设计优化(UMDO)的卫星总体设计方法进行研究。首先提出了卫星总体的UMDO流程,重点对组织实现UMDO的优化过程进行了深入讨论。然后以某遥感小卫星的总体设计为例,对其UMDO数学问题进行了表述,采用UMDO优化过程对优化问题进行了组织与求解。优化结果表明,通过UMDO方法进行设计优化,能够在提高设计方案目标性能的同时,有效提高方案的稳健性和可靠性,验证了UMDO在卫星总体设计中快速形成稳健、可靠的优化方案的可行性和有效性。
     

基于物理规划的固体运载火箭多学科设计优化

固体运载火箭设计属于典型的多学科设计问题,为提高同体运载火箭设计水平和缩短研制周期,提出了基于物理规划的固体运载火箭多学科设计优化方法.建立了固体运载火箭多学科系统分析模型,以卫星轨道设计计算得到的运载火箭关机点参数和最小火箭起飞质量为设计准则.采用物理规划方法构造系统级火箭总体设计优化模型,以发动机总体性能指标为设计准则,采用物理规划方法构造子系统级发动机设计优化模型.通过系统级总体设计优化和并行的子系统级发动机设计优化的嵌套循环,得到满足火箭运载能力的各级固体发动机最优设计结果,即得到内外弹道相匹配的发动机最优推力-时间曲线.     

Development and Application of Systems Science and Systems Engineering

Systems science and systems engineering, as a new science and technology domain in modern science and technology, is developing rapidly, and showing greater and greater vitality. QIAN Xuesen is recognized as the pioneer and founder of systems science and systems engineering in China. His whole innovation process from systems thinking to systems practice has made pioneering contributions at different levels from engineering, technology, science to philosophy. These achievements and contributions have very important scientific value and practical significance. Presenting QIAN Xuesen's contribution in systems science and practice, this paper elaborates the development and application of systems science and systems engineering.     

Spatial Reference Systems

Spatial Cognition and Computation -     

组织管理的系统思维

系统是由相互关联的元素组成的整体。系统思维(Systems Thinking)是一种以整体观点观察事物的方式。基于工程原理和法则的定量化模型方法在管理领域的应用,因为人的动机和行为的复杂性而受到了限制。综合集成是具有系统思维的管理者对现实问题的不同诠释,是认识和解决管理复杂性问题的有效方法。     

“系统工程”辨析

系统工程(Systems Engineering)是成功实现系统的方法,也是应对技术复杂性的有效方法。系统工程从需求出发,综合多种专业技术,通过分析-综合-试验的反复迭代过程,开发出一个满足使用要求、整体性能优化的系统。在国内,对"系统工程"有不同的理解和定义,例如"社会系统工程"、"系统工程学"、"系统工程是工程项目"等概念。航天领域的系统工程(航天系统工程方法)具有如下特点:强调总体设计,遵循研制程序,是反复应用的系统工程过程和定量的方法。     

小卫星的推进系统

小卫星推进系统可以完成多种功能：变轨、轨道保持、姿态控制、重新定位以及离轨等。先进化学推进系统和低功耗电推进系统是现代小卫星的理想选择。近期可供小卫星应用的推进系统包括高压Ｉｒ／Ｒｅ双组元推力器、电弧推力器、霍尔推力器、脉冲等离子体推力器。业已证明，这些推进系统可以在目前计划中的许多小卫星上发挥其用武之地。本文综述了这一技术领域的最新进展。     

美国军事卫星通信系统

美国的军事卫星通信系统是世界上最先进、最有持续性的通信系统,不但技术先进,而且整体规划合理。美国军事卫星通信系统可以由时间上划分为两部分,一部分是现有运行的系统;另一部分是计划中的系统,这部分属于美军卫星通信转型。现有系统之间互有分工,各负其职;计划中的系统技术     

先进的精确空投系统

文章总结了近年来先进的精确空投系统的发展概况 ,介绍了当前几种主要的精确空投系统。内容涉及发展精确空投系统所需要的关键技术 ,精确空投系统的一般实现方法 ,精确空投系统当前达到的水平及其发展方向。     

公交车载一体化系统研究

提出利用射频 IC卡读写器、GPRS收发模块、GPS接收机构成系统 ,完成公交车收费、定位、通信的设计思想。介绍该系统的结构 ,系统控制方案与基于 GPRS网络的通信流程 ,研究成果已经在试验中获得验证。     

台湾的导弹装备概况

台湾目前已装备的导弹型号有２５种（包括采购的型号），正在研制的型号有５到６种。防空，反导导弹系统 防空、反导导弹系统是台湾导弹武器装备发展的重点。台湾目前装备的防空、反导导弹有天弓 １、天弓 ２、 ＰＡＣ—２＋爱国者、 ＭＩＭ一２３Ａ／Ｂ霍克、ＡＩＭ－７Ｆ陆麻雀（ １００枚）、ＭＩＭ—７２Ｆ小桷树（４５套，７６０枚，包括１２０枝海小桷树）、ＤＭＳ尾刺系统（５５具，ＦＩＭ—９２Ｃ尾刺导弹７００枚以上，其中包括１００枚库存弹，１９９９年开始交付）、复仇者（７０余套，１９９９年开始交付）、ＲＢＳ一７０（２６…