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飞行器概念设计阶段计算模型的自动化求解顺序规划

作　者: 刘政伟
导　师: 唐敦兵
学　校: 南京航空航天大学
专　业: 机械电子工程
关键词: 飞行器概念设计设计结构矩阵关联矩阵计算模型设计参数遗传算法
分类号: V42
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 29次
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内容摘要

由于飞行器等复杂产品,其设计过程中涉及的计算模型繁杂,计算工作量大,且各计算模型间相互影响,因此需要科学的分析方法对计算模型的求解顺序进行系统规划。计算模型的求解顺序规划一般发生在概念设计阶段,在该阶段对这些大规模计算模型的求解顺序进行系统规划,可减少详细设计阶段对计算模型操作的盲目性,同时可减少计算模型之间的反馈和迭代计算量,这对飞行器等复杂产品的设计进程有突出的影响。充分结合设计结构矩阵(Design Structure Matrix, DSM)和关联矩阵的特点和优势,本文研究了飞行器概念设计阶段计算模型的自动化求解顺序规划,相关的一些研究工作包括:首先,对计算模型顺序求解规划的相关理论及其应用现状进行了综述,进而提出了本文的研究目标。其次,提出了一种改进式关联矩阵用以表达计算模型与设计参数的关系,并提出了输入输出相互传递的原则和解耦策略以确定计算模型与设计参数之间的输入输出关系。介绍了设计结构矩阵相关理论,提出了根据计算模型与设计参数之间的输入输出关系建立描述计算模型间关系的设计结构矩阵的规则。再次,介绍了遗传算法相关理论,通过遗传算法优化比较得到了耦合模型集的计算模型最优求解顺序。在前面理论的基础上提出了飞行器计算模型顺序求解规划的总体框架。最后,开发了飞行器计算模型顺序求解规划系统,并给出了该系统的应用实例。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-11
第一章绪论  11-18
  1.1 课题研究背景  11-13
  1.2 飞行器计算模型求解顺序规划研究现状  13-15
  1.3 课题来源及研究意义  15
  1.4 论文内容及组织结构  15-17
    1.4.1 本文的内容结构  15-16
    1.4.2 本文的组织结构  16-17
  1.5 本章小结  17-18
第二章基于设计结构矩阵和关联矩阵的计算模型关系算法  18-31
  2.1 关联矩阵  18-26
    2.1.1 关联矩阵定义  18-19
    2.1.2 关联矩阵输入输出关系确认策略  19-26
  2.2 设计结构矩阵  26-30
    2.2.1 设计结构矩阵定义  26-27
    2.2.2 布尔型DSM 和数字化DSM  27-28
    2.2.3 DSM 分类与DSM 运算  28-29
    2.2.4 设计结构矩阵的建立  29-30
  2.3 本章小结  30-31
第三章基于遗传算法的计算模型求解顺序规划算法  31-50
  3.1 遗传算法的产生与发展  31-32
  3.2 遗传算法的应用研究概况  32
  3.3 遗传算法特点及基本流程  32-34
    3.3.1 遗传算法基本流程  32-33
    3.3.2 遗传算法特点  33-34
  3.4 遗传算法参数选择与操作设计  34-40
    3.4.1 遗传算法编码方法  34-35
    3.4.2 遗传算法的适应度函数和选择复制概率的算法建模  35-37
    3.4.3 算子设计  37-38
    3.4.4 循环终止条件  38-39
    3.4.5 算法运行参数  39
    3.4.6 演算的基本结构  39-40
  3.5 基于遗传算法的耦合模型求解顺序优化  40-42
  3.6 计算模型求解顺序规划的整体框架  42-44
  3.7 案例分析  44-49
  3.8 本章总结  49-50
第四章飞行器计算模型顺序求解规划的系统开发  50-63
  4.1 系统开发环境配置  50
  4.2 系统开发主要功能模块  50-51
  4.3 VC++调用Matlab 的方法研究  51-52
  4.4 系统部分功能实现界面  52-62
    4.4.1 用户管理  52-53
    4.4.2 信息管理  53-55
    4.4.3 关联矩阵管理  55
    4.4.4 设计结构矩阵模块  55-62
    4.4.5 优化显示模块  62
  4.5 本章小结  62-63
第五章总结与展望  63-65
  5.1 全文总结  63
  5.2 研究展望  63-65
致谢  65-66
参考文献  66-70
在学期间的研究成果及发表的学术论文  70

飞行器概念设计阶段计算模型的自动化求解顺序规划

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