为提升配电网对于负荷变动的适应能力,提出一种针对双向智能配电网无功补偿的协同优化混合算法。在宏观无功功率管控目标下,以随机模糊算法为核心算法,通过案例分析,充分整合网络中的无功功率控制资源并提出解决方案。使用仿真平台封装的NSGA-Ⅱ、MOPSO算法对基于“源—网—荷—储—车”流程的多目标无功优化随机模糊机会约束规划模型进行解算,结果表明二者数据偏差率小于1%,且文中所提算法可以在不改变电网无功功率管控设备及网络拓扑结构的前提下,实现电网无功功率管理效能提升3.9%的效果。

文章采用正交表、拉丁方等实验设计方法,结合多项式响应面、Kriging模型、径向基函数神经网络等近似技术,分别拟合了飞行器翼面优化所需的设计变量与性能参数的映射关系。综合考虑了计算成本和精度后,确定以基于神经网络的代理模型来代替气动学科的高精度分析模型,参与飞行器翼面的多学科优化,从而实现了各学科的模型近似并降低了运算成本。

缸间齿轮联动液压发动机(GCHE)是一种较传统内燃机更节能减污的动力装置,曲柄连杆机构作为发动机主要的运动部件,需要进行优化设计以保证轻质高强的特性。构建了GCHE曲柄连杆机构基于响应面的近似模型,建立了连杆、曲轴状态变量的二阶响应面近似模型,并进行准确性校验。同时建立曲轴和连杆协同优化模型,完成连杆和曲轴基于响应面近似模型的协同优化设计。优化后,连杆体积减小21.47%,曲轴体积减小2.68%,曲柄连杆机构总体积减小4.75%。结果表明,优化效果显著,基于响应面近似模型的优化方法可行有效,为后续GCHE的性能设计提供了理论依据和技术支持。

为提高3D打印机出丝的连续性与稳定性,提出送丝机构和喷嘴协同优化方法,克服了已有的打印机喷嘴和送丝机构单独优化而忽略两者之间耦合效应的不足。以喷嘴加热段长度、散热段长度、出口长度、送丝速度为优化参数,以喷嘴截面平均速度和平均温度为优化目标,设计正交试验,进行流体仿真。为快速得到最优方案,基于神经网络与NSGA-Ⅱ算法进行优化分析,结果表明:加热段长度为6 mm、散热段长度为4 mm、出口长度为0.7 mm、送丝速度为4.5 mm/s时,最大喷嘴截面

为解决传统标准协同优化算法经常无法收敛和容易陷入局部最优等缺陷,提出一种基于模拟退火法的改进协同优化算法.该算法在继承标准协同优化算法并行自治优点的前提下,首先系统级由全局模拟退火算法和梯度算法相结合的组合优化策略代替单优化算法,其次根据优化具体情况引入动态松弛因子,以此来保证优化的全局性和精度.通过两个典型的MDO测试算例对改进的协同优化算法进行验证,优化结果表明,改进的协同优化算法具有更好的精度、收敛速度和稳定性.

动力传递系统是矿用自卸车最重要组成单元,系统中轮边减速器和主减速器减速比的合力分配是动力性能发挥和整车减速增扭平稳运行的重要保证,采用协同优化对矿用自卸车动力传递系统进行优化设计。根据矿用自卸车传动系统结构特点和性能特征,将传动系统动力匹配作为系统级,而主减速器和轮边减速器作为子系统级。对轮边减速器和主减速器进行数学建模,并对各减速装置单独优化分析。基于i SIGHT实现矿用自卸车轮边减速器和主减速器协同优化的过程集成和优化求解。对比各自单独优化和系统整体协同优化分析结果可知：整体系统的协同优化可以系统地解决矿用汽车减速系统的优化匹配问题,同以往将全局设计变量作为固定参数进行处理的常规优化相比,其优化结果更符合实际工程问题。

针对一种多环闭链空间可展开机构的力一热耦合设计问题，首先列写了展开单元机构的静力学平衡方程，完成了展开单元的静力学分析，进而根据虚功原理，求得机构在展开态下的转动刚度；然后综合考虑机构的力热性能，以杆件横截面尺寸为设计变量，以机构在太空环境下整个展开过程中的热变形小、重量轻、展开态下的基频高和转动刚度大作为优化目标，采用协同优化方法建立了多环闭链空间可展开机构协同优化的数学模型；通过数值求解，得到该机构所有杆件的横截面尺寸参数最优值．分析结果表明，优化后的机构热变形降低了约56％，展开态基频提高了约39％，展开单元的重量与转动刚度均满足设计指标．

针对数控机床整机优化过程中的复杂性，提出了一种响应面模型与集成方法相结合的机床整机优化设计方法。对数控机床整机进行静动态仿真，通过模态试验验证仿真的可信度。采用哈莫雷斯试验设计方法，抽取设计空间的样本点并进行数值模拟和分析计算，建立了整机质量、最大形变量、一阶固有频率、二阶固有频率和三阶固有频率关于整机9个设计变量的响应面模型。提出了基于粒子群算法的初次优化与基于协同优化算法的二次优化相结合的优化策略。先对响应面模型进行初次全局优化，得到Pareto最优解集。在最优解集的基础上再对响应面模型进行二次局部优化，获得最优设计方案。结果表明，优化方案的各项性能都得到了提升，仿真结果验证了优化方案的可信度。因此该优化方法适用于结构较复杂的机床整机的优化设计。

针对混流制造系统装配线平衡和物料配送车辆路径优化问题,从优化目标、影响因素和约束条件等方面,建立了以装配线平衡最小均衡系统、物料小车最短行驶距离和最小车辆利用率最大为优化目标的多目标混流装配线模型。根据问题的具体情况,设计了一种基于生态进化策略的NSGA-II算法,该算法定义了一种环境自检算子用于检测环境是否变化,主体种群与选择后经过交叉、变异后面对环境变化的种群进行竞争,迭代过程中种群内捕食与被捕食的竞争以促进种群多样性及不断提高生存力,算法采用0~1编码,通过具体混流装配系统中实例验证了所建模型和算法的有效性。

基于生产计划与调度协同优化的思路,建立了计划与调度滚动优化模型,并提出一种“闭环集成滚动重调度”策略。当生产系统出现产能受限或订单变更等动态变化时,调度与计划形成“闭环响应模式”,进而采用动态约束平衡的混合算法对生产计划与调度进行协同优化。为验证所提出协同优化策略的有效性和可行性,选取典型算例进行了仿真研究,结果表明该策略能有效处理生产系统的动态变化,保证系统的调度优化及时调整。