飞机EMA/EHA作动器的多学科协同设计优化

发布时间：2021-09-28 14:37

　　新型飞行器需要满足飞行速度快、所受压强大、响应时间短等要求,其搭载的作动系统更是操纵控制系统中核心关键技术。新型作动器是主动控制的核心所在,因此世界各国都加大了对新型作动器的科研力度。机电作动器（Electro-Mechanical Actuator,EMA）以及电静液作动器（Electro-Hydrostatic Actuator,EHA）作为复杂机载作动系统,其研究过程涵盖了解析不同学科的耦合关系、完成多目标优化等一系列步骤。因此,将多学科优化设计（Multidisciplinary Design Optimization,MDO）技术运用到机载EMA和EHA设计优化当中,可以综合解决因不同学科耦合所产生的设计难题,大大缩短研制时间。本文主要运用MDO技术对EMA和EHA优化设计展开深入研究,主要研究内容以及研究成果如下:（1）详细介绍了设计空间缩减协同优化算法（Design Space Decrease Collaborative Optimization,DSDCO）并对其进行性能比较分析。首先介绍了协同优化算法的求解理论和算法特点,阐述了其算法优势以及可能出现的问题,并概述了... 

【文章来源】：大连理工大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：71 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 研究背景及意义
        1.1.1 机载功率电传作动器发展背景
        1.1.2 多学科优化设计发展背景
        1.1.3 课题研究目的与意义
    1.2 机电作动器研究概况
        1.2.1 国外研究概况
        1.2.2 国内研究概况
    1.3 电静液作动器研究概况
        1.3.1 国外研究概况
        1.3.2 国内研究概况
    1.4 多学科设计优化研究概况
        1.4.1 国外研究概况
        1.4.2 国内研究概况
    1.5 论文技术路线与主要内容
2 DSDCO协同优化算法
    2.1 协同优化算法概述
        2.1.1 协同优化的求解思路和算法特点
        2.1.2 协同优化算法的优点及缺陷
        2.1.3 改进协同优化算法
    2.2 DSDCO优化算法
    2.3 三种CO算法性能分析
        2.3.1 测试算例1
        2.3.2 测试算例2
        2.3.3 测试算例3
    2.4 本章小结
3 机电作动器协同优化设计
    3.1 引言
    3.2 EMA工作原理
    3.3 EMA模型的建立
        3.3.1 电机模型的建立
        3.3.2 行星轮减速器模型的建立
        3.3.3 滚珠丝杠模型的建立
        3.3.4 刹车力与位移模型的建立
        3.3.5 摩擦力模型的建立
        3.3.6 刹车力与负载转矩模型的建立
        3.3.7 转动惯量的计算
        3.3.8 仿真模型的建立
        3.3.9 仿真结果
    3.4 EMA优化模型
        3.4.1 优化目标的确定
        3.4.2 设计变量的确定
        3.4.3 约束条件的确定
        3.4.4 EMA优化模型的建立
    3.5 基于DSDCO的EMA多学科优化设计
    3.6 优化结果分析
    3.7 本章小结
4 电静液作动器设计优化
    4.1 引言
    4.2 EHA工作原理
    4.3 EHA数学模型
        4.3.1 液压泵数学模型的建立
        4.3.2 作动筒数学模型的建立
        4.3.3 蓄能器模型的建立
        4.3.4 安全阀模型的建立
        4.3.5 液压回路数学模型的建立
    4.4 EHA优化模型
    4.5 EHA多学科优化设计
    4.6 EHA优化结果分析
    4.7 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]约束优化进化算法综述[J]. 李智勇,黄滔,陈少淼,李仁发.  软件学报. 2017(06)
[2]飞机液压伺服系统EHA的遗传优化控制仿真[J]. 王云鹏,郭创,陈勇,谢伟.  计算机仿真. 2016(11)
[3]一种求解变量有界非线性规划的全局最优解新方法[J]. 金霞,段富海,江秀红.  上海交通大学学报. 2016(06)
[4]组合优化策略的改进协同优化方法[J]. 罗伟林,吕文靖.  福州大学学报(自然科学版). 2015(06)
[5]集成电动静液作动系统理论与技术[J]. 付永领,邵云滨,齐海涛,祁晓野.  液压与气动. 2015(05)
[6]基于设计空间缩减的多学科协同优化新方法[J]. 金霞,段富海,辛大志,母刚.  机械工程学报. 2015(11)
[7]电液伺服技术的发展与展望[J]. 王军政,赵江波,汪首坤.  液压与气动. 2014(05)
[8]基于有限元的整船结构多学科设计优化[J]. 潘彬彬,崔维成.  中国造船. 2010(01)
[9]多学科设计优化技术在船舶初步设计中的应用[J]. 冯佰威,刘祖源,常海超.  中国造船. 2009(04)
[10]多学科优化设计在缓冲球鼻首设计中的应用[J]. 胡志强,崔维成.  中国造船. 2009(03)

博士论文
[1]MDO优化算法研究[D]. 王琦.南京航空航天大学 2008
[2]基于多学科设计优化的潜艇结构-声辐射优化研究[D]. 陈炉云.上海交通大学 2008
[3]多学科设计优化方法及其在导航星座设计中的应用[D]. 冯向军.国防科学技术大学 2008

硕士论文
[1]大功率EMA伺服驱动系统设计与研究[D]. 吉星宇.南京航空航天大学 2016
[2]双CPU冗余机电作动器控制系统研究[D]. 许波亮.南京航空航天大学 2016
[3]多电飞机功率电传作动器研究[D]. 李杨.南京航空航天大学 2016
[4]电动静液作动器调速系统的设计与优化[D]. 张星晴.大连理工大学 2015
[5]基于多目标遗传算法的插装式比例节流阀动静态特性优化研究[D]. 马艳姿.燕山大学 2015
[6]基于GO法的电静液作动器可靠性研究[D]. 赵静静.大连理工大学 2014
[7]电动静液作动器不确定性建模与可靠度计算[D]. 赫英凤.大连理工大学 2014
[8]基于ISIGHT的电静液作动器结构分析与优化设计[D]. 陈辰.大连理工大学 2014
[9]协同优化技术在多学科复杂系统设计中的应用[D]. 王波.西安理工大学 2010
[10]基于遗传算法的摩擦模型参数辨识研究[D]. 刘红.中国科学院研究生院（西安光学精密机械研究所） 2007



本文编号：3412093