多学科优化技术在空间结构锁可靠性设计分析中的应用

 多领域协同建模仿真是复杂产品虚拟样机设计分析需要解决的关键技术问题之一。利用CAD/CAE工具搭建的空间结构锁多柔体虚拟样机模型,综合考虑了强度、动力学、空间环境影响等因素,在协同设计分析和协同建模仿真的基础上,开展了基于可靠性的多学科协同设计分析。并深入讨论了协同建模仿真实现中的数据综合、过程综合等关键技术。通过多学科协同设计分析和建模仿真,找到了空间结构锁的可靠性薄弱环节,并结合多学科优化技术,实现了空间对接锁基于可靠性的设计优化,进一步提出了通用的复杂机电系统基于可靠性的多学科设计优化方案,并开发了能协同三维建模工具（如PROE）,有限元分析工具（如MSCPATRAN,NASTRAN,ANSYS）和动力学分析工具（如MSCADAMS）进行复杂机电系统可靠性分析的通用工具平台ARAMS。     

基于FCM的多无人机协同攻击决策建模方法

针对复杂不确定战场环境下多无人机协同任务的需求,提出了一种基于模糊认知图(FCM)及其扩展模型的多无人机协同攻击决策建模方法。基于人的决策心智模式,采用智能体模糊认知图(ABFCM)建立了包含感性和理性2种决策模式的多无人机协同攻击决策系统模型框架。采用模糊灰色认知图(FGCM)对多无人机的态势感知和协同攻击决策开展了建模工作。借鉴人脑杏仁核机理建立了态势-决策模板快速匹配的感性攻击决策模型。为降低建模工作对专家知识的依赖,采用直觉模糊集的决策阈值算法提高理性攻击决策模型的客观性,并采用动量梯度下降(MGD)学习算法进一步提高了决策模型的学习进化能力。通过仿真验证分析表明,基于FCM的多无人机协同攻击决策建模方法能够较好地应对复杂不确定战场环境,发挥知识和数据在建模中的综合作用,可为提升多无人机执行任务的决策优势提供理论指导和建模方法参考。     

跨企业工程更改的多视图建模体系研究

给出了跨企业工程更改的管理策略,分析了工程更改的过程、信息、资源、组织和功能建模过程。以过程建模为中心,构建了5个视图建模的关联关系,通过多视图关联分析,形成了系统的ECM建模体系。     

基于公理化设计的系统工程方法与MBSE模型体系

对基于模型的系统工程MBSE方法及其建模体系进行了研究.在运用MBSE时,系统工程师所面临的挑战之一是如何对遇到的复杂工程问题进行分析,以及如何定义完整的系统模型.将公理化设计作为MBSE的理论基础,提出基于公理化设计的系统工程方法,同时建立对应的MBSE模型体系,为系统工程师完整定义复杂工程问题提供建模方法和模型框架.根据公理化设计中的设计域、设计公理和“Z”字形映射过程,分别建立复杂系统的设计过程、模型分析和控制过程,以及设计过程中的信息反馈回路;同时建立对应的系统需求模型、功能架构模型和物理实现架构模型,构成MBSE模型体系,从系统的、基于模型的角度为系统工程师提供一个描述工程问题的方法和完整视图.通过卫星电缆网设计验证文中所提出的观点,最后给出对应的结论和未来的研究工作.     

基于模型的系统工程设计方法在TCAS中的应用

针对传统空中交通防撞系统(TCAS)设计中基于文档描述的不足,采用基于模型的系统工程方法进行TCAS系统建模。在建模过程中使用SysML语言,通过多个视图来描述和分析系统需求,并通过模型的执行尽早验证需求。整个设计过程都是基于需求的,是可测试、可追溯的,是由经验研发向需求研发的转变。     

智能产品数据服务环境

提出了一种支持复杂工程系统多学科协同设计优化的产品数据管理方法,以及一种基于系统优化任务的智能产品模型的数据组织模式。通过工程控制结构模型,定义了产品优化任务,为设计任务自顶向下地进行产品模型控制提供了途径。利用产品主模型技术实现数据的完整性,通过设计任务的语境模型产生数据高保真的分析视图,并通过关联数据环境实现了产品主模型和分析模型的一致性。     

基于多视角的民机正向设计建模方法

针对民机正向设计中存在的建模对象复杂耦合程度高、建模理论支撑不足、利益相关方需求缺乏模型描述等问题,提出了基于多视角的民机正向设计建模方法。首先,通过分析民机正向设计流程和基于模型的系统工程（MBSE）方法论,明确民机正向设计自顶向下的映射和关联关系;然后,引入多视角对民机设计流程进行多方位解耦与描述,分析各视角下的建模元素及其逻辑关系,将设计领域知识流与各视角下建模流程相结合,通过建模语言SysML对多个视角下的民机正向设计模型进行抽象建模描述;最后,通过舱压控制系统建模实例验证了本方法能够有效契合民用飞机系统的设计。     

航空发动机整机振动耦合动力学模型及其验证

针对航空发动机整机振动,建立了一种通用的复杂转子-支承-机匣耦合动力学模型.在模型中,利用有限元方法对转子和机匣系统进行建模.支承系统采用集总参数模型,计入了滚动轴承和挤压油膜阻尼器的非线性,定义了多种支承和连接方式,以适应多转子和多机匣的复杂结构建模.运用数值积分获取系统非线性动力学响应.针对两个实际的航空发动机转子实验器,建立了整机耦合动力学模型,进行了整机模态实验验证,结果表明了航空发动机整机振动耦合动力学建模方法的正确有效性.      

基于模型的飞机复杂功能分析方法研究

当前飞机总体设计面临功能复杂,系统交联紧密的问题。针对复杂功能离散事件多、动态性强、耦合度高、建模表述困难的特点,提出一种基于模型与数据定义相结合的分析方法,进行飞机复杂功能解耦设计。该方法通过功能逻辑模型和数据建模,实现对相关系统的架构设计,完成逻辑接口向物理接口的迭代映射,最大限度保证复杂功能的相关系统接口清晰、模块划分合理,有效的提高了系统设计和验证的效率。     

航天器相对运动姿轨耦合动力学建模方法

以空间近距离操作为背景,着重介绍了近年来相对运动姿轨耦合动力学建模方法的研究现状与成果。分别从相对运动动力学的传统建模方法、基于向量代数的姿轨耦合建模方法和基于螺旋理论的姿轨耦合建模方法进行阐述,讨论了各种方法的特点与适用性。研究显示:传统方法将轨道和姿态分开处理,简化了建模过程,但不利于姿轨耦合分析和协同控制设计,应用存在很大的限制性;基于向量代数的建模方法可以得到姿轨耦合模型,但姿轨模型形式不同,增加了协同控制设计的难度,且多种代数系统的使用也增加了问题处理的复杂性;基于螺旋理论的建模方法得到的姿轨动力学模型具有统一形式,耦合项表达式明确,模型参数具有非奇异性,有利于耦合机理分析,便于姿轨协同控制设计,在需要姿轨协同精确控制的近距离复杂操作中具有良好的应用潜力。     

航空发动机润滑系统通用分析软件开发

发展了一种全新的航空发动机润滑系统通用分析软件.采用流动换热的网络算法, 将发动机润滑系统分解成由相应的典型元件和节点组成的网络, 用有限的元件和流动介质类型就可描述通用的发动机润滑系统.元件分为简单元件和组合元件, 并和润滑系统结构一一对应, 方便了元件的初始化.软件前台采用图形建模方式生成计算网络, 后台采用了网络自动识别技术, 方便了复杂网络的建立.可视化界面及支撑数据库, 提高了软件的易用性.      

仿真技术在飞机起落架可靠性分析中的应用研究

起落架所承受的动载荷较大,造成系统工作环境复杂,出现故障较多,因此对起落架系统可靠性的研究显得迫切和重要。以三维辅助建模软件CATIA、有限元分析软件NASTRAN、多体动力学分析软件LMS Virtual．Lab和液压控制仿真软件AMESim等为工具,采用自动仿真求解策略针对某起落架典型失效模式进行仿真分析,得到仿真...     

基于SIMICS的ICP系统模块仿真技术研究

随着机载综合化航电系统的日益复杂,航电系统中软件的开发和验证也日益困难.通过研究基于SIMICS的仿真平台及二次建模技术,建立了综合核心处理机(ICP)中几种通用功能模块(CFM)的仿真模型,为系统软件和应用软件的开发、调试、测试、综合等提供了一套虚拟仿真环境,实现了软硬件协同开发,缩短了项目研制周期,提高了工作效率和软件质量,较大地提升了复杂机载软件产品的研制能力.     

飞行试验管理系统的设计与软件实现

对飞行试验管理系统的设计进行了研究,重点介绍了飞行试验管理系统中动作单元的制作及试飞计划任务单的生成,以及系统软件实现的三个特色：三级数据库结构、多机种多用户的用户管理机制,基于Ｅｘｃｅｌ的动态报表管理,最后讨论了飞行试验管理系统今后的发展方向。     

协同翻译环境下辅助译文生成技术研究

在协同翻译过程中，辅助译文的质量是影响协同翻译效率的重要因素，而现有辅助译文生成方法并没有考虑用户对辅助译文的个性化需求。由此，提出了通过建立用户模型来提高辅助译文质量的研究思路，根据翻译知识库与用户知识库的相对熵的大小来决策为用户提供哪个模板。实验表明：在使用用户模型后，协同翻译的效率有了明显的提高。     

复杂系统可靠度综合计算平台的设计实现

鉴于复杂大系统可靠度综合计算面临诸多困难 ,分析了其复杂性特征 ,提出了一种一体化建模方法———复合逻辑树模型 (CompositeLogicTreeModel,简称CLTM)及其递归调度综合算法 ,并采用面向对象的思想和技术 ,设计实现了可视化的系统可靠度CLTM综合建模与计算软件平台。介绍了软件的总体框架及其功能 ,并通过实例阐明了相应的系统可靠度综合分析方法     

航空发动机动态链接库模型建模技术研究

针对目前航空发动机组态建模软件不能输出用户所搭建模型的局限性,设计了与组态建模软件相匹配的通用发动机动态链接库模型框架,并将用户在组态建模软件上录入的模型信息输出为1个配置文件,加载该动态链接库模型和配置文件进行发动机仿真,仿真结果与采用组态建模软件所得到的结果一致。通过该方法实现了输出组态建模软件中模型的功能,输出的模型可用于发动机数控系统的设计等工作中。     

Aging avionics and net-centric operations

The transformation to net-centric operations necessitates evaluation of existing avionics capabilities, identification of deficiencies of these avionics for net-centric operations, and evaluation of alternative avionics that can provide the needed capabilities. The Global Information Grid (GIG) enables net-centric operations. The purpose of the GIG is to provide end users real-time or near-real-time access to multiple information sources ranging from airborne/satellite/ground sensors (video imagery and processed visual information/data) to databases. The end users in an aircraft view and interact with this information through the human system interface (HSI) or "smart" displays. The information is transmitted across a Gigabit Ethernet on-board the aircraft that interfaces with multiple channels of a software programmable radio that acts as a hub in the GIG network, or on-board sensors and processors. This paper presents the mandated capabilities, and the processes involved in determination of upgrades needed to achieve net-centric operations.     

基于模型的飞机系统架构设计综述

从飞机系统架构设计的必要性、系统架构的建模和分析过程、支持架构建模分析的MBSE方法论、架构建模语言、架构建模工具、面向全机系统架构的协同设计和联合建模仿真等角度出发,对飞机系统架构设计相关的基础内容进行了全方位的综述,并提出了初步的飞机系统架构设计思想及其落实途径。