火炮关键参数误差方案的区间优化及神经网络优选
发布时间：2021-04-13 07:02
火炮结构系统中广泛地存在着不确定性,因此计及不确定性的火炮结构设计对提升火炮的相关性能指标和零部件加工工艺性具有重要意义。区间优化方法是一种计及参数不确定性的设计方法,本文对机械结构优化设计中的区间优化方法的模型和算法开展了研究,然后将上述方法应用于火炮结构设计实例中,再采用神经网络优选方法对区间优化得到的多个非劣的火炮关键参数误差方案进行优中选优。主要研究工作如下:1)针对结构尺寸的不确定性,提出了两种区间优化方法。一种是改进的计及公差的区间优化方法,将概率和区间方法相结合,提出了基于离散化的区间可能度模型,并结合公差等级系数改进了公差指标。另一种是三参数区间不确定性优化方法,结合公差带定义了三参数区间,根据公差带的实际约束将三参数区间转化为两参数区间。另外,还提出了一种基于NSGA-II和试验设计方法相结合的算法,它将求解区间优化的两层嵌套优化问题解耦为单层优化问题,兼顾了计算精度和效率。2)将区间优化方法与三个火炮结构优化设计实例进行了结合。对制退机关键结构尺寸及公差采用改进的计及公差的区间优化方法进行了同步优化;对计及流液孔尺寸不确定性的后坐阻力采用三参数区间不确定性优化方法进...
【文章来源】：南京理工大学江苏省 211工程院校
【文章页数】：87 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 选题背景及意义
1.2 国内外研究进展
1.2.1 火炮结构优化设计
1.2.2 区间不确定性优化
1.2.3 神经网络优选
1.3 火炮关键参数误差方案的区间优化及优选目前存在的问题
1.4 本文主要研究内容
2 基于区间的不确定性优化方法
2.1 改进的计及公差的区间优化
2.1.1 基于离散化的区间可能度
2.1.2 改进的区间优化模型
2.1.3 算法流程
2.2 三参数区间不确定性优化
2.2.1 三参数区间定义
2.2.2 三参数区间不确定性优化模型
2.2.3 算法流程
2.3 算例验证及讨论
2.3.1 改进的计及公差的区间优化算例
2.3.2 三参数区间不确定性优化算例
2.4 本章小结
3 火炮关键参数误差方案的区间优化
3.1 火炮制退机关键结构参数不确定性优化
3.1.1 节制杆式制退机结构优化设计
3.1.2 制退机关键结构尺寸及公差区间优化
3.1.3 结果及分析
3.2 火炮后坐阻力的区间不确定性分析及优化
3.2.1 火炮后坐运动微分方程
3.2.2 后坐反面问题计算模型验证与区间分析
3.2.3 计及流液孔尺寸不确定性的后坐阻力优化
3.2.4 后坐阻力曲线评估
3.2.5 结果及分析
3.3 基于近似模型的火炮总体结构关键参数区间优化
3.3.1 火炮刚柔耦合多体系统动力学模型
3.3.2 区间不确定性优化模型的构建
3.3.3 近似模型的构建
3.3.4 区间不确定性优化模型求解算法
3.3.5 结果及分析
3.4 本章小结
4 火炮关键参数误差方案的优选评价指标体系及权重确定
4.1 火炮关键参数误差方案集
4.2 建立优选的评价指标体系
4.2.1 指标体系构建的原则
4.2.2 火炮节制杆外径误差方案的优选评价指标体系
4.2.3 火炮总体结构关键参数误差方案的优选评价指标体系
4.3 各指标权重的确定方法
4.3.1 指标权重确定方法概述
4.3.2 离差最大化赋权原理
4.4 多属性优选
4.5 优选结果及分析
4.5.1 火炮节制杆外径误差方案的优选结果及分析
4.5.2 火炮总体结构关键参数误差方案的优选结果及分析
4.6 本章小结
5 火炮关键参数误差方案的神经网络优选
5.1 神经网络优选方法原理及步骤
5.1.1 BP神经网络原理
5.1.2 神经网络优选的原理
5.1.3 神经网络优选的步骤
5.2 火炮关键参数误差方案神经网络优选关键技术
5.2.1 区间属性值输入的确定性转化
5.2.2 GA-BP神经网络
5.2.3 神经网络优选模型的验证
5.2.4 火炮关键参数误差方案的神经网络优选步骤
5.3 神经网络优选在火炮关键参数误差方案的应用
5.3.1 神经网络优选模型的构建和训练
5.3.2 神经网络优选模型验证结果及分析
5.3.3 火炮关键参数误差方案的GA-BP神经网络优选模型应用
5.4 本章小结
6 总结与展望
6.1 全文总结
6.2 研究展望
致谢
参考文献
附录
【参考文献】：
期刊论文
[1]火炮多柔体动力学结构优化研究[J]. 萧辉,杨国来,孙全兆. 兵工学报. 2017(01)
[2]火炮制退机关键结构尺寸及公差优化研究[J]. 李荣,杨国来,刘宁,葛建立. 弹道学报. 2016(04)
[3]基于BP神经网络的铁路客运服务质量评价研究[J]. 杨国元,史天运,张秋亮. 交通运输系统工程与信息. 2016(05)
[4]基于离差最大化的空袭目标威胁评估[J]. 王光辉,肖正良,吕超,张伟. 舰船电子工程. 2016(02)
[5]神经网络七十年:回顾与展望[J]. 焦李成,杨淑媛,刘芳,王士刚,冯志玺. 计算机学报. 2016(08)
[6]考虑区间不确定性的某弹丸提升装置参数优化[J]. 蒋清山,钱林方,徐亚栋,邹权. 兵工学报. 2015(06)
[7]基于遗传算法的火炮反后坐装置结构多目标优化研究[J]. 周乐,杨国来,葛建立,王飞. 兵工学报. 2015(03)
[8]综合传动换挡品质的误差逆传播神经网络评价方法[J]. 王叶,陶刚,李德晴,马岳峰. 兵工学报. 2014(04)
[9]基于区间的车架不确定性多目标优化[J]. 李伟平,谢锋,马腾飞,张宝珍. 汽车工程. 2014(03)
[10]某轮式自行高炮长连发射击炮口扰动结构参数动力学优化[J]. 曹广群,王建中,朵英贤,杨东. 火炮发射与控制学报. 2014(01)
博士论文
[1]约束区间非线性优化智能算法研究[D]. 赵杨.吉林大学 2015
[2]不确定弹药自动装填系统动力学与控制研究[D]. 郭宇飞.南京理工大学 2015
[3]关键汽车结构性能指标的区间不确定性优化设计[D]. 谢慧超.湖南大学 2014
[4]不确定性结构分析及拓扑优化研究[D]. 刘国梁.西安电子科技大学 2013
[5]区间不确定性优化的若干高效算法研究及应用[D]. 赵子衡.湖南大学 2012
[6]近似模型优化体系关键技术研究及应用[D]. 李恩颖.湖南大学 2009
[7]基于区间的不确定性优化理论与算法[D]. 姜潮.湖南大学 2008
[8]工程结构不确定性区间分析方法及其应用研究[D]. 苏静波.河海大学 2006
硕士论文
[1]含不确定性参数结构静动态特性的区间分析方法及其应用研究[D]. 周海东.哈尔滨工业大学 2014
[2]考虑不确定参数相关性及公差的区间优化算法[D]. 张智罡.湖南大学 2014
[3]基于对称拉丁超立方设计的多目标进化算法[D]. 王群.西安电子科技大学 2011
本文编号：3134852
【文章来源】：南京理工大学江苏省 211工程院校
【文章页数】：87 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 选题背景及意义
1.2 国内外研究进展
1.2.1 火炮结构优化设计
1.2.2 区间不确定性优化
1.2.3 神经网络优选
1.3 火炮关键参数误差方案的区间优化及优选目前存在的问题
1.4 本文主要研究内容
2 基于区间的不确定性优化方法
2.1 改进的计及公差的区间优化
2.1.1 基于离散化的区间可能度
2.1.2 改进的区间优化模型
2.1.3 算法流程
2.2 三参数区间不确定性优化
2.2.1 三参数区间定义
2.2.2 三参数区间不确定性优化模型
2.2.3 算法流程
2.3 算例验证及讨论
2.3.1 改进的计及公差的区间优化算例
2.3.2 三参数区间不确定性优化算例
2.4 本章小结
3 火炮关键参数误差方案的区间优化
3.1 火炮制退机关键结构参数不确定性优化
3.1.1 节制杆式制退机结构优化设计
3.1.2 制退机关键结构尺寸及公差区间优化
3.1.3 结果及分析
3.2 火炮后坐阻力的区间不确定性分析及优化
3.2.1 火炮后坐运动微分方程
3.2.2 后坐反面问题计算模型验证与区间分析
3.2.3 计及流液孔尺寸不确定性的后坐阻力优化
3.2.4 后坐阻力曲线评估
3.2.5 结果及分析
3.3 基于近似模型的火炮总体结构关键参数区间优化
3.3.1 火炮刚柔耦合多体系统动力学模型
3.3.2 区间不确定性优化模型的构建
3.3.3 近似模型的构建
3.3.4 区间不确定性优化模型求解算法
3.3.5 结果及分析
3.4 本章小结
4 火炮关键参数误差方案的优选评价指标体系及权重确定
4.1 火炮关键参数误差方案集
4.2 建立优选的评价指标体系
4.2.1 指标体系构建的原则
4.2.2 火炮节制杆外径误差方案的优选评价指标体系
4.2.3 火炮总体结构关键参数误差方案的优选评价指标体系
4.3 各指标权重的确定方法
4.3.1 指标权重确定方法概述
4.3.2 离差最大化赋权原理
4.4 多属性优选
4.5 优选结果及分析
4.5.1 火炮节制杆外径误差方案的优选结果及分析
4.5.2 火炮总体结构关键参数误差方案的优选结果及分析
4.6 本章小结
5 火炮关键参数误差方案的神经网络优选
5.1 神经网络优选方法原理及步骤
5.1.1 BP神经网络原理
5.1.2 神经网络优选的原理
5.1.3 神经网络优选的步骤
5.2 火炮关键参数误差方案神经网络优选关键技术
5.2.1 区间属性值输入的确定性转化
5.2.2 GA-BP神经网络
5.2.3 神经网络优选模型的验证
5.2.4 火炮关键参数误差方案的神经网络优选步骤
5.3 神经网络优选在火炮关键参数误差方案的应用
5.3.1 神经网络优选模型的构建和训练
5.3.2 神经网络优选模型验证结果及分析
5.3.3 火炮关键参数误差方案的GA-BP神经网络优选模型应用
5.4 本章小结
6 总结与展望
6.1 全文总结
6.2 研究展望
致谢
参考文献
附录
【参考文献】：
期刊论文
[1]火炮多柔体动力学结构优化研究[J]. 萧辉,杨国来,孙全兆. 兵工学报. 2017(01)
[2]火炮制退机关键结构尺寸及公差优化研究[J]. 李荣,杨国来,刘宁,葛建立. 弹道学报. 2016(04)
[3]基于BP神经网络的铁路客运服务质量评价研究[J]. 杨国元,史天运,张秋亮. 交通运输系统工程与信息. 2016(05)
[4]基于离差最大化的空袭目标威胁评估[J]. 王光辉,肖正良,吕超,张伟. 舰船电子工程. 2016(02)
[5]神经网络七十年:回顾与展望[J]. 焦李成,杨淑媛,刘芳,王士刚,冯志玺. 计算机学报. 2016(08)
[6]考虑区间不确定性的某弹丸提升装置参数优化[J]. 蒋清山,钱林方,徐亚栋,邹权. 兵工学报. 2015(06)
[7]基于遗传算法的火炮反后坐装置结构多目标优化研究[J]. 周乐,杨国来,葛建立,王飞. 兵工学报. 2015(03)
[8]综合传动换挡品质的误差逆传播神经网络评价方法[J]. 王叶,陶刚,李德晴,马岳峰. 兵工学报. 2014(04)
[9]基于区间的车架不确定性多目标优化[J]. 李伟平,谢锋,马腾飞,张宝珍. 汽车工程. 2014(03)
[10]某轮式自行高炮长连发射击炮口扰动结构参数动力学优化[J]. 曹广群,王建中,朵英贤,杨东. 火炮发射与控制学报. 2014(01)
博士论文
[1]约束区间非线性优化智能算法研究[D]. 赵杨.吉林大学 2015
[2]不确定弹药自动装填系统动力学与控制研究[D]. 郭宇飞.南京理工大学 2015
[3]关键汽车结构性能指标的区间不确定性优化设计[D]. 谢慧超.湖南大学 2014
[4]不确定性结构分析及拓扑优化研究[D]. 刘国梁.西安电子科技大学 2013
[5]区间不确定性优化的若干高效算法研究及应用[D]. 赵子衡.湖南大学 2012
[6]近似模型优化体系关键技术研究及应用[D]. 李恩颖.湖南大学 2009
[7]基于区间的不确定性优化理论与算法[D]. 姜潮.湖南大学 2008
[8]工程结构不确定性区间分析方法及其应用研究[D]. 苏静波.河海大学 2006
硕士论文
[1]含不确定性参数结构静动态特性的区间分析方法及其应用研究[D]. 周海东.哈尔滨工业大学 2014
[2]考虑不确定参数相关性及公差的区间优化算法[D]. 张智罡.湖南大学 2014
[3]基于对称拉丁超立方设计的多目标进化算法[D]. 王群.西安电子科技大学 2011
本文编号：3134852
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