浮空器飛控系統(tǒng)的多學(xué)科設(shè)計(jì)優(yōu)化.pdf

1、多學(xué)科設(shè)計(jì)優(yōu)化技術(shù)(MDO)是針對(duì)復(fù)雜工程問題的優(yōu)化提出的一種方法，目前主要應(yīng)用在航空航天業(yè)的復(fù)雜產(chǎn)品的設(shè)計(jì)優(yōu)化問題上。浮空器一般是指比重輕于空氣的、依靠大氣浮力升空的飛行器。隨著科技的不斷發(fā)展，浮空器在全球的寬帶連接、空間觀測(cè)、大氣測(cè)量、全球資源監(jiān)控以及軍事偵察等方面的需求將會(huì)數(shù)不勝數(shù)。本文對(duì)多學(xué)科設(shè)計(jì)優(yōu)化技術(shù)體系和方法應(yīng)用進(jìn)行了研究，并在此基礎(chǔ)上將多學(xué)科設(shè)計(jì)優(yōu)化技術(shù)和方法引入自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)領(lǐng)域，實(shí)現(xiàn)了PID控制系統(tǒng)和浮空器飛控系統(tǒng)

2、的多學(xué)科設(shè)計(jì)優(yōu)化，有效地提高了系統(tǒng)的性能。 本文首選綜述了國(guó)內(nèi)外關(guān)于多學(xué)科設(shè)計(jì)優(yōu)化技術(shù)方法的理論及工程應(yīng)用的現(xiàn)狀，對(duì)多學(xué)科設(shè)計(jì)優(yōu)化技術(shù)體系做了詳細(xì)的介紹，論述了多學(xué)科設(shè)計(jì)優(yōu)化技術(shù)體系的定義、組成及實(shí)質(zhì)，重點(diǎn)總結(jié)了目前存在的多學(xué)科優(yōu)化方法，并對(duì)每個(gè)方法的流程和特點(diǎn)進(jìn)行了分析。然后選取最為常用的兩類多學(xué)科優(yōu)化方法應(yīng)用于某導(dǎo)彈設(shè)計(jì)優(yōu)化方案，分析了優(yōu)化過程和優(yōu)化結(jié)果，驗(yàn)證了學(xué)科分解，系統(tǒng)解耦等多學(xué)科優(yōu)化方法的可行性和有效性。同時(shí)使用iS

3、IGHT中不同的優(yōu)化算法對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行了探索優(yōu)化，并對(duì)結(jié)果進(jìn)行分析，取得了良好的效果。最后將matlab和Simulink與多學(xué)科優(yōu)化軟件iSIGHT集成，實(shí)現(xiàn)了對(duì)任意復(fù)雜三階系統(tǒng)的PID控制系統(tǒng)的優(yōu)化仿真，并且能通過該仿真系統(tǒng)尋找特定優(yōu)化目標(biāo)下的最優(yōu)PID參數(shù)，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)尋優(yōu)。文章最后研究了六自由度的浮空器飛行控制系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型，并對(duì)其進(jìn)行降階簡(jiǎn)化并仿真，運(yùn)用已得到的matlab/iSIGHT聯(lián)合仿真優(yōu)化系統(tǒng)對(duì)其進(jìn)行探索性的優(yōu)化設(shè)計(jì)，取