一、目标规划中权系数的几何意义（论文文献综述）
铁军,隋允康,彭细荣[1]（2020）在《互逆规划的拓宽和深化及其在结构拓扑优化的应用》文中认为本文的工作涉及数学与力学两方面,数学方面:（1）将数学规划论中新提出的互逆规划,从s-m型（或称为m-s型）发展出s-s型和m-m型互逆规划（其中s意为单目标,m意为多目标）,从而使互逆规划的定义完备成为3种;（2）从KKT条件审视互逆规划的两方面,得到了互逆规划双方求解涉及拟同构和拟同解的3个定理,并且予以证明,提供了在求解中对于互逆规划双方在求解中相互借鉴的理论基础;（3）对一对互逆规划双方皆合理的情况和某一方不合理的情况,皆给出了求解策略和具体解法.力学方面:（1）给出结构优化设计模型合理与否的诠释;（2）在互逆规划对结构拓扑优化的应用中,提出了不合理结构拓扑优化模型的求解策略;（3）给出了借助MVCC模型（多个柔顺度约束下的体积最小化）解决MCVC模型（对于给定体积下的多个柔顺度的最小化）的途径,其中的建模基于ICM （独立连续映射）方法.用Matlab编程给出了数值算例.其中两个数学问题图示了互逆规划的双方关系;其中,结构拓扑优化问题是众多结构拓扑优化中的两个个案;数值结果均支持了本文提出的互逆规划理论.
刘骥[2]（2020）在《考虑旋转效应的梁式结构动力拓扑优化方法》文中指出直升机旋翼、风力发电机叶片以及涡轮叶片等常见工程部件均为典型的旋转梁结构,其动力学性能提升设计研究是学者和工程师关注的热点。与非旋转结构相比,旋转运动会使梁结构产生离心强化效应以及陀螺效应等旋转效应,因此具有不同于非旋转结构的动力学特性。另外,许多工程实际中的旋转梁为非均质（复合材料）、薄壁结构,横截面翘曲变形明显,对梁截面性能具有重要影响。因此,考虑旋转梁结构的旋转效应和横截面翘曲变形,采用合理的分析模型建立有效的结构设计方法,提高旋转梁的动力特性,具有重要的理论和工程意义。本文以旋转梁的截面构型、质量分布、轴向形状以及复合材料纤维方向为优化对象,研究建立考虑旋转效应和横截面翘曲变形的梁式结构动力学拓扑优化设计理论和方法。包括:研究考虑翘曲变形的梁截面特性与横截面拓扑构型间的依赖关系,建立考虑旋转效应的旋转梁结构动力方程,研究建立以基频最大和特定阶数频带最大为目标的旋转梁结构截面拓扑优化模型;研究基于截面构型与轴向特征协同设计的旋转梁动力性能提升方法,建立横截面拓扑与集中质量块的位置协同设计、变截面梁横截面拓扑与轴向形状协同设计的优化方法;研究复合材料旋转梁结构动力拓扑优化方法,建立横截面拓扑和材料铺层方式的协同优化模型,以通过结构和材料协同,获得更优动力性能的设计。具体内容和成果如下:1.考虑旋转效应的梁式结构截面拓扑优化模型。首先基于Giavotto梁理论建立考虑翘曲变形的截面拓扑与截面特性之间的映射关系,推导考虑离心强化效应和陀螺效应的旋转梁结构动力学控制方程。以此为基础,研究建立以基频最大或者特定阶数频带最大为目标的旋转梁结构截面拓扑优化模型。由于动力控制方程中陀螺项的存在,旋转梁结构的特征值为复数。本文针对处于稳定状态（即复特征值的实部为0）下的旋转梁进行分析和优化,在复数空间下推导目标函数对设计变量的敏度。数值算例给出不同旋转角速度下的最优截面拓扑,显示转速对旋转梁最优截面具有重要影响,验证旋转梁优化中考虑旋转效应的必要性。2.考虑集中质量的旋转梁结构的质量块空间分布和截面拓扑协同优化设计。刚度和质量是影响结构动力学性能的两大重要因素,通过合理布置集中质量块,实现结构的刚度和质量的协同优化,可有效提升考虑集中质量的旋转梁结构动力学性能。采用狄拉克δ函数将集中质量块引入旋转梁动力学控制方程,提出集中质量位置分布参数化描述方法,建立质量块位置最优布局和梁截面拓扑协同优化模型。针对集中质量块位置固定、大小可变的设计实例,协同设计结果显示,不同转速下不同大小的质量块对应的横截面最优拓扑不同,集中质量大小对旋转梁的最优截面拓扑具有重要影响;针对固定质量但位置可调的旋转梁结构设计,设计结果表明,通过协同优化集中质量的位置分布和截面构型,可以有效提升结构的动力性能。3.变截面旋转梁的轴向形状和截面拓扑协同优化设计。采用变截面设计,对梁截面拓扑优化设计的同时,合理地设计梁轴向形状,可进一步提升结构性能。截面拓扑与轴向形状协同优化需对所有截面计算考虑翘曲影响的截面特性,计算量较大。为此,针对具有相似几何截面构型的变截面旋转梁,给出计算截面特性的映射方法。推导了截面特性与截面尺寸的显式映射关系,只需详细分析参考截面的特性,可根据映射方法,采用截面形状描述参数解析地获得任意尺寸的截面特性。在此基础上,采用单元伪密度描述截面拓扑、采用截面尺寸比例关系描述轴向形状,建立变截面旋转梁轴向形状和截面拓扑协同优化设计模型,并且给出快速计算目标函数关于两类设计变量敏度的求解方法。数值算例证实该方法的有效性和高效性。4.复合材料旋转梁截面拓扑和纤维铺层协同优化设计。将旋转梁的截面动力优化方法应用到复合材料旋转梁中,实现截面构型和纤维铺层方向一体化设计。相对于单材料优化设计,复合材料优化面临材料性质复杂、设计变量多等问题,因此本文基于离散材料优化方法建立复合材料旋转梁的截面构型和纤维铺层方向协同优化模型。数值算例显示,不同转速下的复合材料旋转梁具有不同的截面拓扑和纤维铺层方向,通过截面拓扑及纤维铺层方向进行一体化优化设计,可有效提升旋转梁结构动力学性能。
周鹏[3]（2020）在《高分辨率光学遥感卫星效能评估与参数敏感性分析研究》文中研究表明高分辨率光学遥感卫星具备米级、亚米级空间分辨率的成像能力,广泛应用于空间信息应用领域。卫星发射入轨之前、在轨运营阶段需要大量的评估工作,保证卫星能够正常化运行。然而,传统卫星效能评估需要耗费大量时间、人力成本,也无法对效能指标进行敏感性分析。因此,从历史评估集中挖掘预测模型,代替串行化的评估流程就显得意义重大,同时引入参数敏感性分析方法,可以量化不同指标的灵敏度。基于此,论文的主要研究内容如下:（1）针对高分辨率光学遥感卫星对地观测能力,构建包含综合指标层、能力指标层、应用域指标层、性能指标层的评估指标体系;从固有观测能力、任务观测能力两个角度,分别给出不同指标定义及计算方法,并提出标准化的预处理方法。针对时空覆盖效能指标,设计一种基于网格法和矢量相交法的计算方法。（2）针对主、客观确权方法各自的缺陷,结合改进层次分析法、熵权法、主成分分析确权法,提出了一种基于最小二乘的效能指标组合确权方法。实验结果表明该方法可以有效地综合不同方法确权结果,从而保证了权重信息的完整性。（3）基于传统的灰色关联分析法、雷达图法,提出两种改进的评估方法,即基于动态分辨系数的加权综合灰色关联度评估法（RGRA）以及基于模糊综合的改进雷达图评估法（FCE-RRME）。RGRA评估法克服了分辨系数取为经验值的局限性,解决评估参考标准不一致问题。FCE-RRME评估法可有效避免传统方法因节点顺序导致的评估结果差异性,通过模糊化处理可以解决小样本、信息不确定问题。最终通过实验结果验证了上述方法的可靠性。（4）针对效能评估流程繁琐、耗时的特点,本文设计了一种基于Bagging和Boosting集成学习的效能预测模型。通过拉丁超立方参数抽样方法,构建仿真评估数据集。基于此数据集,与单一预测模型展开对比实验。实验结果表明,Bagging-SVR模型预测误差最小,RMSE、MAE小于0.005,MAPE小于0.9%,决定系数R2高于0.99。基于集成学习的效能预测模型可以有效提升预测精度,较好地拟合评估结果,从而为遥感卫星效能评估领域注入新的研究思路。（5）针对传统评估方法难以定量分析指标敏感性的局限性,本文将参数敏感性分析方法应用于效能评估,设计了一种基于Sobol指数法的效能指标敏感性分析方法。实验结果表明空间域效能指标、覆盖效能指标敏感性较高,验证了该方法的可行性,对于遥感卫星效能评估敏感性分析研究具备一定的参考意义。
田林[4]（2020）在《基于GIS与改进TOPSIS法的休耕区域选择研究 ——以金佛山地区为例》文中提出耕地作为一种不可再生资源,对国家的粮食安全和生态安全有着举足轻重的影响,耕地的利用与管护也就因此成为了全社会关心和研究的热点之一。实行耕地休耕是我国耕地利用与管护转型的一项重要制度性安排:实行耕地休耕制度试点,是党中央、国务院基于我国农业发展矛盾和国内外粮食市场供求变化等现实问题作出的重大战略部署,其目的在于促进耕地休养生息,实现农业与社会经济的可持续发展。休耕区域选择作为实行耕地轮作休耕制度的重要内容之一,其目的在于运用科学方法对实行休耕的耕地进行诊断和识别,为休耕耕地的落地和配置提供方法论指导,判明可以实现休耕的客体单元。本文的主要研究内容和成果如下:（1）通过总结分析适宜休耕地的影响因素,研究选取了16项指标,采用特尔非法、熵权系数法和基于联系度改进的TOPSIS法构建了休耕区域选择模型。通过分析研究,从行政区域来看,研究区适宜进行休耕的耕地地块具有较为明显的区域分布特征,其中分布最广的是在三泉镇与大有镇,其次是头渡镇,再次是金山镇,最后是南城街道。联系理论研究与现实意义,若在金佛山地区进行耕地休耕工作与休耕地块空间布局安排,应当先在三泉镇与大有镇对适宜休耕耕地进行休耕,该区内的休耕工作应当重点布局东部与南部,优先推进东南部休耕工作的进行。（2）从研究区整体来看,研究区内有1364.99hm2的耕地适宜安排进行休耕,占整个研究区耕地面积的8.29%,7141.4hm2的耕地地块较适宜被安排进行休耕,占研究区耕地面积的43.35%。较不适宜或不适宜休耕的耕地面积占研究区总体耕地面积的百分比分别为37.19%（6125.95 hm2）、11.17%（1841.48 hm2）。（3）通过对休耕区域空间布局方案进行梳理,最终大有镇各村合计耕地休耕规模为390.85hm2,占休耕落地安排与空间布局方案的26.98%;三泉镇各村合计耕地休耕规模为809.60hm2,占休耕落地安排与空间布局方案的55.88%;头渡镇各村合计耕地休耕规模为136.15hm2,占休耕落地安排与空间布局方案的9.40%;金山镇合计耕地休耕规模为22.32hm2,占休耕落地安排与空间布局方案的1.54%;南城街道各村合计耕地休耕规模为89.96hm2,占休耕落地安排与空间布局方案的6.20%。研究区合计耕地休耕规模为1448.88hm2,其中,适宜休耕地面积为1149.21hm2,占比79.33%,较适宜休耕地面积为299.67hm2,占比20.68%。
郭勇,赖广[5]（2020）在《工业机器人关节空间轨迹规划及优化研究综述》文中认为随着机器人技术的发展,工业机器人广泛应用于自动化生产之中,极大地提高了生产效率以及自动化程度。轨迹规划是完成作业任务的关键环节,而轨迹优化则进一步提高了任务完成质量,也顺应了工业发展的需要。对工业机器人关节空间的轨迹规划及优化研究进展进行了综述。首先,简述了关节空间轨迹规划算法,指出多项式插值是主要方式,B样条曲线因其优良特性是今后发展的必然趋势。然后,对不同目标下的轨迹优化进行了全面综述,指出优化目标的确定以及算法的改进等还存在的问题。最后,对今后的发展方向进行了展望,多目标优化求解方式以及约束的动态调整等将是今后的研究重点。
隋允康,彭细荣,叶红玲,铁军[6]（2019）在《互逆规划理论及其用于建立结构拓扑优化的合理模型》文中提出在数学规划的领域里定义了互逆规划——各自目标函数与约束条件位置相互交换的一对规划.接着指出,尽管互逆规划与对偶规划在表面上似乎类似,但是二者存在5点不同:（1）是否为同一个问题的不同;（2）存在"对偶间隙"与否的不同;（3）设计变量数目的不同;（4）是否单目标与多目标问题的不同;（5）问题合理与否的不同.然后,基于互逆规划的定义,用以审视结构拓扑优化模型,给出如下结果:（1）从这个角度洞悉,在结构优化中,确实有不合理的模型一直被沿用着;（2）找到了修正不合理模型使之合理化的方法;（3）对于给定体积下的柔顺度最小化（MCVC）模型,指出了其不合理的原因;（4） MCVC模型实际是互逆规划的m方,由此建立起其对应的s方,即给出了多个柔顺度约束的体积最小化（MVCC）模型;（5）给出了MVCC模型中的结构柔顺度约束的物理解释和算法,论证了ICM （independent continuous and mapping）方法以往关于全局化应力约束的概念和方法;（6）数值算例表明了MCVC与MVCC模型作为互逆规划的差异,且印证了MVCC模型的合理性.MCVC模型在不同体积约束及多工况下不同的权系数时,得到最优拓扑不同;但MVCC模型在多工况柔顺度约束下可得到唯一的最优拓扑.
白云[7]（2019）在《煤矿蛇形探测机器人位姿控制方法研究》文中指出当煤矿井下发生灾害后,救援机器人可以替代救援人员在第一时间进入灾区实施搜救工作,迅速探明现场环境、及时发现被困矿工,为快速救援提供科学依据。然而,灾后的煤矿井下环境异常复杂且未知,因此,要求救援机器人应具备环境识别、规划决策、运动控制等能力,以保证其在煤矿井下顺利完成救援任务。本文提出并构建煤矿蛇形测机器人系统,针对该机器人的位姿控制所涉及到的关键科学问题进行研究,包括机人器的相对定位、运动姿态的控制、自主越障的最优控制、对所处环境的有效辨识和自主避障等内容,并研制出一台用于灾后煤矿井下环境探测的蛇形机器人,旨在提高煤矿蛇形探测机器人智能控制和局部自主能力。在分析灾后井下现场环境的基础上,针对探测机器人的功能需求,设计并研制一种多关节蛇形机器人。该机器人机械本体采用正交关节连接,移动机构釆用自制叶片轮驱动。控制系统由硬件平台和软件系统组成,硬件平台为三层次分布式结构,由环境感知层、规划决策层和动作执行层构成。软件系统为功能模块化体系结构,包括环境探测系统、定位系统、姿态控制系统、越障避障模块、通讯系统和上位机系统六个功能模块。该蛇形机器人可为论文的理论及方法验证奠定基础。针对在煤矿井下封闭式复杂环境下的蛇形机器人定位问题,提出利用机器人运动轨迹曲率与航向角进行估计的方法代替传统的对巷道内复杂地面参数估计的思路,建立基于转向时蛇形探测机器人的定位模型。在此基础上,提出一种卡尔曼滤波算法和深度学习算法相结合的煤矿蛇形探测机器人航位推算的定位方法,该方法采用卡尔曼滤波算法对机器人航向角信号中的高斯白噪声进行剔除,再针对航向角信号中来自低频段的各种漂移,建立基于LSTM（LongShortTermMemory）深度祌经网络的陀螺仪输出值预测模型,对未来一段时间内陀螺仪的输出值进行预测,从而实现航位推算的相对定位。实验表明,该方法可以实现蛇形探测机器人的航位推算定位,机器人位置的最小相对误差为3,299×l0-12cm,航向角最小误差为2.173×10-5rad。针对煤矿井下不平整地面环境的机器人姿态控制问题,运用D-H（Denavit-Hartenberg）分析法对正交连接的蛇形机人进行运动学机理分析,构建两连杆三关节机构模型,可避免建立蛇形机器人运动学模型的复杂性。进而提出基于简化Serpenoid曲线的改进的运动控制函数方法,引入曲率误差,建立蛇形机器人蜿蜒、伸缩、抬头不同运动姿态的数学模型,推导不同运动姿态时蛇形机器人的偏转角、俯仰角和相对转角的控制函数,并将仿真得到最优参数运用到机器人的运动控制中,以实现适应复杂地面的蛇形机器人运动姿态的控制,为机器人实现自主越障和避障功能奠定理论基础。针对机器人在自主越障过程中对关节俯仰角如何确定的问题,提出改进的粒子群优化权系数的极限学习机（Particle Swarm Optimization Extreme Learning Machine,PSOELM）位姿控制算法,该算法推导出动态的惯性系数,利用改进粒子群算法优化极限学习机的隐层矩阵权系数,欲达到优化隐层矩阵的目的,以克服传统极限学习机由于隐层节点参数随机选择而导致网络性能达不到最优的缺点。仿真实验表明,PSOELM算法不仅延续了ELM快速学习的特点,而且在控制精度、快速寻优特性及稳定性方面比ELM更好,可以实现对机器人关节俯仰角的最优控制。针对在未知环境下机器人环境辨识建模问题,提出基于遗传算法的变结构模糊神经网络（Genetic Algorithm variable structure fuzzy neural network,GAVSFNN）多传感器数据融合算法,该算法将神经网络引入到模糊规则的推理中,建立基于概率论的改进模糊控制规则,通过改变与简化神经网络结构来调整模糊规则库,实现模糊隶属函数的自学习和模糊规则的优先提取。采用遗传算法优化变结构模糊神经网络的学习参数,以克服常规BP算法易陷入局部最优的缺点,实现参数的快速和全局寻优。实验结果表明,相比较VSFNN算法,GAVSFNN可以获得对环境模型更高的辨识精度,平均误差为2.725′10-3。在此基础上,建立基于知识库的机器人自主避障系统软模型,以产生避障行为命令对机器人的偏转角进行控制,实现自主避障功能。以研制的多关节蛇形机器人为平台,与论文提出的几种算法结合,组成煤矿蛇形探测机器人实验系统,在西安科技大学实训基地模拟煤矿巷道中进行现场实验,实验表明,本文所提出的理论和方法可为煤矿蛇形探测机器人在灾后井下非结构化复杂环境中的位姿控制提供理论支撑,也为蛇形机器人在其它灾害环境的位姿控制研究奠定基础。
刘湃[8]（2019）在《考虑界面力学性能的多材料结构拓扑优化设计研究》文中研究说明多材料结构在航空航天、汽车等工程领域应用广泛。这类结构能够充分发挥各相材料的优势,满足轻量化、多功能性等设计要求。内嵌多组件结构是一种特殊的多材料结构,这类结构通常包含支撑结构以及具有特定几何形状的功能性组件。多组件结构能够充分利用空间并实现特殊功能。本文关注具有完整连接界面的多材料及多组件结构,这类结构可以通过胶接、焊接或者3D打印等连接及制备方式获得。学者们己经发展出多种多材料结构及多组件结构的拓扑优化方法,这些方法大都基于界面理想连接假设。然而真实的界面并不具有无限大的刚度和强度,采用上述方法设计的结构性能可能受到界面力学性能的制约。因而在对多材料及多组件结构进行拓扑优化时考虑界面的力学性能显得十分必要。与材料连接界面的张开过程类似,结构的断裂过程描述了（材料内部或多材料之间）裂纹面的发展。断裂现象破坏了结构的完整性并可能带来灾难性的后果。在工程实践中,如果复杂结构经常在某一构件或功能性区域内发生断裂,则该现象可能由结构传力路径设计不合理所导致。如何在设计阶段综合考虑结构的刚度与断裂性能对结构进行设计,一直是学者们所关注的热点问题。目前,已有部分研究工作基于形状优化及尺寸优化技术对结构的抗断性能进行设计,但是基于拓扑优化方法增强结构抗断性能的研究则十分有限。基于上述背景以及研究现状,本文展开了如下研究工作:1.研究了考虑界面力学性能的多材料拓扑优化问题。采用内聚力模型反映界面的力学性能,即界面力与界面张开位移之间的非线性关系。利用水平集拓扑描述方法对多材料分布及界面位置提供清晰的描述。基于扩展有限元法及水平集方法在固定网格上描述随优化迭代不断演化的材料界面上强间断的位移场。结构的非线性响应采用增量法格式以及Newton-Raphson法求解。基于速度场水平集法提出优化问题列式,以结构的外力功作为优化目标对结构进行刚度设计,并以定义在水平集网格点上的标量作为设计变量。这些设计变量用于构造结构边界的法向演化速度场。采用伴随变量法推导了包含结构非线性响应的目标函数的灵敏度,并基于移动渐近线法（The method of moving asymptotes,MMA）求解优化问题。数值算例显示,在考虑界面力学性能进行多材料设计时,界面的力学性能对优化结果的材料分布影响显着。并且考虑界面力学性能的优化结果可能呈现出拉压非对称的拓扑。2.研究了考虑连接界面力学性能的多组件结构集成拓扑优化问题。采用内聚力模型描述内嵌组件与支撑结构之间连接界面的非线性力学行为。基于水平集拓扑描述方法对支撑结构、内嵌组件的材料分布以及连接界面的位置进行清晰的描述。针对多组件结构,为提高连接界面（其形状依赖于组件形状并可能具有较大曲率）的响应分析精度,基于自适应网格划分技术生成贴体网格及界面单元对结构及连接界面进行离散（即在大曲率几何特征附近生成更细密的网格）。基于速度场水平集法提出优化问题列式,以多组件结构的外力功作为目标函数对结构进行刚度设计,并引入积分形式的非重叠约束来抑制内嵌组件的重叠。优化问题采用MMA算法求解。通过数值算例研究了组件初始位置、连接界面参数、载荷等因素对优化结果的影响。3.研究了考虑结构指定功能区域断裂性能的拓扑优化问题。针对脆性材料,基于SIMP（Solid Isotropic Material with Penalization）方法提出通过设计结构的传力路径来优化结构指定功能区域断裂性能的优化模型。该优化模型假定所指定的功能区域不可设计,并通过在该区域预设裂纹并计算其J积分的值来衡量该功能区域的抗断性能。裂纹采用有限元方法进行模拟。为提高裂纹模拟精度,在裂纹尖端采用了奇异单元来反映裂尖附近的奇异性。通过线性加权的方式将结构的柔顺性和J积分的值转化为单一的优化目标,同时对结构的刚度及局部区域断裂性能进行设计。针对不同的设计情况,给出了最小化或最大化J积分值的两种优化目标,用于增强结构功能区域的抗断性能或者设计易沿指定界面分离的结构。
孙加亮[9]（2019）在《多柔体系统动力学优化研究》文中研究表明多柔体系统是由柔性构件和运动副组成的机械系统,其典型的代表包括柔性机械臂、直升机旋翼、卫星的可展开天线、太阳帆航天器等。近年来,随着航天科技的发展,可在轨展开的空间结构中出现越来越多的时变长度柔性构件,例如时变长度的绳索、薄板、薄壳、薄膜以及三维柔性实体。因此,含时变长度柔性构件的多柔体系统动力学问题日益突出,不仅涉及到这类系统的动力学建模与计算,还涉及其动力学设计。过去,人们对多柔体系统的构件动力学设计通常采用试错法。这种设计方法不仅耗时,而且无法保证得到最优结果。人们也常将系统中某个重要构件进行单独静力学优化,根据经验来假定构件所受的载荷,不考虑系统运行环境对构件优化的影响。这类优化设计适用于比较刚性的多体系统,无法处理具有大范围运动与大变形耦合的多柔体系统。事实上,构件柔性对多柔体系统的动力学行为影响很大,直接影响到优化结果。因此,不论是航天科技领域,还是机械领域,均需要发展基于多柔体系统动力学的柔性构件优化设计方法。本文基于绝对节点坐标建模方法（Absolute Nodal Coordinate Formulation,ANCF）,研究含时变长度柔性构件的多柔体系统动力学建模、动力学响应和动力学特性优化设计问题,主要研究内容和学术贡献如下:（1）提出多柔体系统动力学响应强耦合优化模型和弱耦合优化模型。在强耦合优化模型中,将多柔体系统动力学方程整合到优化方程中,给出了多柔体系统动力学方程的求解方法,推导了强耦合优化模型的灵敏度计算公式以及优化方程的求解过程。在弱耦合优化模型中,提出了基于绝对节点坐标描述的多柔体系统中柔性构件等效静载荷定义和分析方法,采用等效静载荷方法将多柔体系统动力学响应优化设计问题转化为柔性构件的静力学响应优化设计问题,并交替完成多柔体系统动力学分析与静力学响应优化设计。（2）提出基于水平集方法的二维多柔体系统结构拓扑优化模型,基于移动可变形组件方法的三维多柔体系统结构拓扑优化模型。针对给定材料,可优化柔性构件中的材料分布,使其动态柔顺度（或应变能）最小。在二维多柔体系统结构拓扑优化模型中,采用水平集方法隐式地描述柔性构件的拓扑结构,并根据半隐式的加性分裂算子差分格式求解水平集方程;在三维多柔体系统结构拓扑优化模型中,为了克服传统密度法或水平集方法对于三维问题求解效率低的问题,采用移动可变形组件方法显式地描述柔性构件的拓扑结构。（3）研究基于任意拉格朗日–欧拉（Arbitrary Lagrangian–Eulerian,ALE）描述的含时变长度柔性构件的多柔体系统动力学建模方法。推导了ALE–ANCF时变长度缩减梁单元和ALE–ANCF时变长度薄板单元,发展了ALE–ANCF时变长度三维实体单元,给出了这些时变长度单元的非线性弹性力、附加惯性力及其雅克比的计算公式。在求解系统动力学方程时,为了避免时变长度柔性构件的边界单元长度过长或者过短,提出了在边界单元长度变化过程中适时插入节点或删除节点的解决方案。（4）基于任意拉格朗日–欧拉描述的绝对节点坐标建模方法,研究含时变长度柔性构件的多柔体系统结构拓扑优化设计,提出了基于移动可变形组件方法的二维和三维多柔体系统结构拓扑优化模型。在二维时变长度多柔体系统结构拓扑优化模型中,通过引入虚拟设计域的概念,提出了时变长度柔性构件的等效静载荷定义和分析方法。在三维时变长度多柔体系统结构拓扑优化模型中,提出了一种显式且高效的三维（渐变）周期结构拓扑优化设计方法,既可将三维时变长度柔性构件设计为非周期结构,也可将其设计为周期结构,包括渐变周期结构。（5）针对多柔体系统动力学特性优化设计问题,基于移动可变形组件方法提出两种频率拓扑优化模型,一是最大化多柔体系统中柔性构件的第一阶共振频率,二是最大化多柔体系统中柔性构件任意相邻两阶共振频率的间隙。为了避免旋转矩形薄板在不同转速下的局部模态问题,提出了低密度区域中薄板单元质量矩阵和刚度矩阵的惩罚函数。此外,为了解决优化过程中可能出现的模态交换和重频等问题,在移动可变形组件的框架下,推导了单重特征值和多重特征值的灵敏度计算公式。
韩采华[10]（2019）在《铁路网趋稳规模及增长路径的理论和方法》文中认为根据“十三五规划”中推进交通运输低碳发展,实现公共交通优先,加强轨道交通建设等要求,我国正积极探索、建设和发展综合交通运输体系。铁路作为综合交通运输体系中的中坚力量,其总体规模、路网层级、节点连通和线路走向直接影响着综合交通运输体系的合理性。分析和研究测度铁路网规模的基本理论、方法和应用,对于衡量铁路运输与经济发展的适应程度,明确铁路合理目标规模和增长态式,确立铁路运输在综合交通运输体系中应当承担的份额,实现铁路运输现代化智能化,促进铁路运输与经济社会的协调发展,都具有重要意义。鉴于此,本文基于铁路运输供需适配性,研究确立铁路网趋稳规模的定量化测算方法,对明确铁路网规模发展目标和适应经济社会发展的增长,避免铁路发展过程中资源浪费等问题都具有重要的理论价值和现实意义。论文对铁路网与经济社会间关联关系进行了定性定量的分析研究,分析认为与经济发展相适应铁路网有趋稳规模,并分析基于目标规划的铁路网趋稳规模测算方法、铁路网趋稳态势和增长路径、基于生产函数的国家铁路网趋稳模型测算方法和新建铁路项目的评价方法。主要研究工作和创新点包括:（1）研究了基于协整理论下,铁路与各因素之间的稳态关联性。构建以区域铁路运输需求为对象,客货运量及客货运周转量为指标,铁路运输分别对区域经济GDP和区域产业结构的关系。分析了区域铁路与产业结构的内在机制和对产业结构的优化效应。并以三大产业值为指标,分析其与铁路运输指标之间的相关性和边际效益,通过误差修正模型得到铁路运输指标与经济、产业结构之间长期、短期效应,并以格兰杰因果检验分别得到在5%、10%显着水平的格兰杰因果关系。（2）研究了基于铁路运输供需匹配适应的铁路网趋稳规模测算方法。综合利用类比、需求分析和网络分析等方法,考虑经济社会发展对铁路运输的需求,构建测算铁路网趋稳规模的基础目标规划模型—基于铁路路网密度的目标规划模型和基于铁路线路里程目标规划模型。考虑到与运输需求的适配要求,引入区域铁路路网运输能力作为连接和衡量运输供给与运输需求的中间指标,并以此在基础模型上建立测算区域铁路网趋稳规模的两阶段目标规划模型。模型同时考虑:1)由经济社会发展产生的经济总量、人口总量和三产业产值的客观需求;2)铁路运输量占全社会运量的比例关系;3)铁路规模与铁路运输量的投入产出关系;4)铁路规模与国土系数和路网连通度的关系等,使铁路网规模与铁路运输供给、铁路运输供给与运输需求、铁路运输与社会经济发展的适配程度得以更为清楚地定量表示。目标规划模型选取和变量设定有利于明晰各层级路网的规模和不同层级路网承担的运输量要求,该模型的构建为区域路网规划和确定各层级路网的规模、运输量提供定量分析技术方法支持。（3）研究了基于铁路网趋稳目标下路网增长路径规律。针对铁路网趋稳目标,提出了基于离散数学基本思想下的区域铁路网增长路径规划方法。将趋稳阶段进行等区间划分,对每个区间取平均数,根据划分的每阶段的平均数的增长比近似代替等区间的增长比,与趋稳目标对初始状态的增长比进行比较,通过比值扩缩研究区域铁路网各阶段的增长规律路径。构建了路网增长路径的模型参数、算法步骤及流程,并以算例验证了该方法的适用有效性。（4）研究了基于运输供需匹配的国家铁路网趋稳规模测算方法。针对国家层面铁路网,依据主要发达国家铁路的发展历程,分析其趋稳规模的存在性。分析我国铁路的运输供给和运输需求的发展态势和适配关系,选择铁路运输供需影响因素,采用灰色关联分析对运输需求指标进行评价和筛选。运用运输生产投入-产出原理和基本柯布-道格拉斯生产函数,构建了铁路运输供需适配的趋稳模型。铁路运输需求衡量和指标选取方面,结合我国实际铁路运输供需状况,在国民经济水平、产业结构、人口分布和人民生活水平等四大类影响要素中,评价筛选出九个因素,建立生产函数模型,增加符合我国基本情况的因素以提高测算结果稳定性。分析不易定量指标化的国家地理位置、铁路发展历史及铁路建设政策偏好等因素,以权重形式折合成铁路依赖-偏好系数,用以修正趋稳模型测得的路网规模值。该趋稳模型和依赖-偏好修正方法为国家铁路网趋稳规模的定量分析提供测算方法参考。（5）研究了铁路新线建设评价方法。运用定性与定量相结合的方法对铁路项目进行评价。从国家规划、区域条件、运输需求等角度进行定性分析,以协整理论研究经济与铁路运输需求关系的角度进行定量分析,从而将区域铁路网趋稳规模与具体铁路建设项目结合起来,说明项目建设的必要性和远大战略意义。论文关于测算铁路网趋稳规模的研究,从铁路运输与经济社会的关联和铁路运输供需适应匹配出发,可以明确铁路网里程规模的发展目标。同时论文所搭建的路网规模测算方法体系,对于铁路运输生产投入-产出、铁路网增长发展态势和路径、铁路规划方案比选、完善铁路网布局和层级铁路网分配、引导运能配置和运输供需平衡发展等方面都具有重要的理论价值和意义。
二、目标规划中权系数的几何意义（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、目标规划中权系数的几何意义（论文提纲范文）
（2）考虑旋转效应的梁式结构动力拓扑优化方法（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 主要符号表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 旋转梁结构振动分析研究现状 |
| 1.2.1 旋转梁结构动力特性分析 |
| 1.2.2 影响旋转梁结构动力特性的因素 |
| 1.3 结构拓扑优化方法综述 |
| 1.3.1 结构优化的基本思想 |
| 1.3.2 结构拓扑优化的研究现状 |
| 1.4 结构动力拓扑优化研究现状 |
| 1.5 旋转梁结构的动力优化设计研究现状 |
| 1.6 本文主要研究内容 |
| 2 考虑旋转效应的梁式结构截面拓扑优化 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 旋转梁结构动力有限元模型 |
| 2.2.1 考虑翘曲变形的梁截面位移应变描述 |
| 2.2.2 梁截面的刚度特性分析 |
| 2.2.3 旋转梁结构的动力控制方程 |
| 2.3 旋转梁截面动力拓扑优化模型 |
| 2.3.1 梁截面的拓扑描述 |
| 2.3.2 频率目标函数 |
| 2.3.3 优化列式 |
| 2.4 敏度分析 |
| 2.4.1 目标函数的敏度 |
| 2.4.2 截面刚度矩阵的敏度 |
| 2.5 优化流程 |
| 2.6 旋转梁截面优化数值算例 |
| 2.6.1 算例1: 矩形截面 |
| 2.6.2 算例2: 方形截面 |
| 2.6.3 算例3: NACA0018翼型截面 |
| 2.6.4 算例4: 多转速工况下的截面设计 |
| 2.7 小结 |
| 3 考虑集中质量的旋转梁结构分析与优化设计 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 考虑集中质量的旋转梁有限元模型 |
| 3.3 集中质量大小和位置分布对旋转梁动力特性的影响 |
| 3.4 考虑固定位置的集中质量旋转梁截面拓扑优化设计 |
| 3.4.1 优化模型 |
| 3.4.2 数值算例 |
| 3.5 考虑集中质量的旋转梁截面拓扑与质量块位置分布协同优化设计 |
| 3.5.1 优化模型 |
| 3.5.2 敏度分析 |
| 3.5.3 数值算例 |
| 3.6 小结 |
| 4 变截面旋转梁的轴向形状和截面拓扑协同优化设计 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 变截面旋转梁的有限元模型 |
| 4.2.1 变截面梁的截面刚度特性 |
| 4.2.2 变截面旋转梁的动力控制方程 |
| 4.3 变截面旋转梁动力优化问题 |
| 4.3.1 截面拓扑和轴向形状描述方式 |
| 4.3.2 优化目标与约束 |
| 4.3.3 优化列式 |
| 4.4 敏度分析 |
| 4.5 优化流程 |
| 4.6 变截面旋转梁优化数值算例 |
| 4.6.1 算例1: 矩形截面 |
| 4.6.2 算例2: NACA0018翼型截面 |
| 4.7 小结 |
| 5 复合材料旋转梁的截面拓扑与纤维铺层方向协同优化设计 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 复合材料旋转梁的优化模型和求解策略 |
| 5.3 复合材料旋转梁的截面拓扑和纤维方向描述方式 |
| 5.3.1 DMO材料插值模型 |
| 5.3.2 质量密度惩罚模型 |
| 5.4 复合材料旋转梁优化数值算例 |
| 5.4.1 算例1: 矩形截面 |
| 5.4.2 算例2: NACA0018翼型截面 |
| 5.5 小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 创新点 |
| 6.3 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间科研项目及科研成果 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（3）高分辨率光学遥感卫星效能评估与参数敏感性分析研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 研究现状 |
| 1.2.1 遥感卫星效能评估 |
| 1.2.2 遥感卫星效能预测 |
| 1.2.3 遥感卫星效能参数敏感性分析 |
| 1.3 研究内容与技术路线 |
| 1.3.1 研究内容 |
| 1.3.2 技术路线 |
| 1.4 论文组织与结构 |
| 2 高分辨率光学遥感卫星效能评估指标体系构建 |
| 2.1 高分辨率光学遥感卫星发展概况 |
| 2.2 效能评估指标体系设计原则及构建流程 |
| 2.3 高分辨率光学遥感卫星对地观测能力影响因素分析 |
| 2.4 高分辨率光学遥感卫星评估指标体系 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 高分辨率光学遥感卫星效能指标解算及预处理方法 |
| 3.1 效能指标分类及预处理 |
| 3.1.1 定性指标量化方法 |
| 3.1.2 定量指标标准化方法 |
| 3.2 卫星系统固有观测能力效能指标确定及类型区分 |
| 3.2.1 光谱域效能指标 |
| 3.2.2 空间域效能指标 |
| 3.2.3 几何域效能指标 |
| 3.2.4 时间域效能指标 |
| 3.2.5 辐射域效能指标 |
| 3.2.6 资源域效能指标 |
| 3.3 卫星系统任务观测能力效能指标及计算方法 |
| 3.3.1 星下点地面轨迹计算 |
| 3.3.2 光学遥感卫星覆盖成像建模 |
| 3.3.3 基于网格法和矢量相交法的时空覆盖效能指标解算 |
| 3.3.4 成像质量效能指标及计算方法 |
| 3.4 效能指标类型及预处理阈值 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 高分辨率光学遥感卫星效能评估 |
| 4.1 常用指标确权方法 |
| 4.1.1 改进层次分析法 |
| 4.1.2 熵权法 |
| 4.1.3 主成分分析确权法 |
| 4.2 基于最小二乘的效能指标组合确权方法 |
| 4.3 效能评估方法简介 |
| 4.4 基于动态分辨系数的加权综合灰色关联度评估法 |
| 4.5 基于模糊综合的改进雷达图评估法 |
| 4.6 评估方法适用性分析及可靠性验证 |
| 4.7 评估实验与分析 |
| 5 高分辨率光学遥感卫星效能预测及效能参数敏感性分析 |
| 5.1 拉丁超立方参数抽样 |
| 5.2 常用的效能预测方法 |
| 5.2.1 支持向量回归 |
| 5.2.2 BP神经网络 |
| 5.2.3 K-近邻回归 |
| 5.3 基于集成学习的高分光学遥感卫星效能预测方法 |
| 5.3.1 集成学习 |
| 5.3.2 基于Bagging和Boosting的高分光学遥感卫星效能预测 |
| 5.3.3 预测精度评价指标 |
| 5.3.4 效能预测实验与分析 |
| 5.4 基于Sobol指数法的高分光学遥感卫星参数敏感性分析 |
| 5.4.1 Sobol参数敏感性分析方法 |
| 5.4.2 Sobol敏感性指数计算 |
| 5.4.3 基于Sobol指数法的高分光学遥感卫星效能指标敏感性分析 |
| 5.4.4 效能敏感性分析实验 |
| 6 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（4）基于GIS与改进TOPSIS法的休耕区域选择研究 ——以金佛山地区为例（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 选题背景 |
| 1.2 研究意义 |
| 1.3 文献综述 |
| 1.4 研究内容与方法 |
| 第2章 研究区概况与数据处理 |
| 2.1 研究区概况 |
| 2.2 数据预处理 |
| 第3章 休耕区选择评价指标体系的构建 |
| 3.1 评价单元的确定 |
| 3.2 评价指标体系的构建 |
| 3.3 评价指标权重的确定 |
| 3.4 评价指标的数据获取及标准化处理 |
| 第4章 休耕区域空间布局研究 |
| 4.1 休耕区域选择模型的构建 |
| 4.2 休耕区域选择结果与分析 |
| 4.3 休耕区域空间布局 |
| 第5章 休耕地的生态系统服务功能价值评估 |
| 5.1 生态服务价值当量表 |
| 5.2 休耕地的生态系统服务功能价值评估 |
| 第6章 结论与讨论 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 讨论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在校期间发表的论文及参与的课题 |
（5）工业机器人关节空间轨迹规划及优化研究综述（论文提纲范文）
| 0 引言 |
| 1 关节空间轨迹规划 |
| 1.1 基本规划算法 |
| 1.2 改进规划算法 |
| 2 关节空间轨迹优化 |
| 2.1 单目标优化 |
| 2.1.1 时间优化 |
| 2.1.2 能量优化 |
| 2.1.3 冲击优化 |
| 2.2 多目标优化 |
| 3 总结与展望 |
（6）互逆规划理论及其用于建立结构拓扑优化的合理模型（论文提纲范文）
| 引言 |
| 1 从对偶规划到互逆规划 |
| 2 从MCVC模型到MVCC模型 |
| 3 结构柔顺度上限的物理意义 |
| 5 数值算例 |
| 6 结语 |
（7）煤矿蛇形探测机器人位姿控制方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 主要符号表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 选题背景及研究意义 |
| 1.1.1 选题背景 |
| 1.1.2 研究意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 煤矿救援机器人的国内外研究现状 |
| 1.2.2 蛇形机器人的国内外研究现状 |
| 1.2.3 移动机器人定位技术的国内外研究现状 |
| 1.2.4 蛇形机器人运动控制方面的国内外研究现状 |
| 1.2.5 机器人越障方面的国内外研究现状 |
| 1.2.6 机器人空间环境辨识建模的国内外研究现状 |
| 1.2.7 机器人避障算法的国内外研究现状 |
| 1.2.8 存在问题及其分析 |
| 1.3 研究内容及技术路线 |
| 1.3.1 研究内容 |
| 1.3.2 技术路线 |
| 2 煤矿蛇形探测机器人系统研制 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 煤矿蛇形探测机器人工作环境的分析 |
| 2.3 煤矿蛇形探测机器人系统的功能需求 |
| 2.4 煤矿蛇形探测机器人机械本体研制 |
| 2.4.1 单元模块的设计 |
| 2.4.2 关节模块的设计 |
| 2.4.3 移动机构的设计 |
| 2.5 煤矿蛇形探测机器人控制系统构架 |
| 2.5.1 硬件平台的三层次分布式结构 |
| 2.5.2 软件系统功能模块化体系结构 |
| 2.6 本章小结 |
| 3 煤矿蛇形探测机器人的定位研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 定位系统建模 |
| 3.2.1 机器人坐标系模型 |
| 3.2.2 欧拉角法 |
| 3.2.3 姿态更新四元数法 |
| 3.2.4 基于航位推算的蛇形探测机器人定位模型的建立 |
| 3.3 基于卡尔曼滤波算法的航位推算定位方法 |
| 3.3.1 卡尔曼滤波 |
| 3.3.2 基于卡尔曼滤波算法的航向角定位方法 |
| 3.4 基于LSTM深度神经网络的MEMS陀螺仪输出预测方法 |
| 3.4.1 MEMS陀螺仪输出预测方法分析 |
| 3.4.2 LSTM深度神经网络原理剖析 |
| 3.4.3 基于LSTM深度神经网络的MEMS陀螺仪输出预测模型建立 |
| 3.5 仿真与实验结果分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 基于运动学模型的煤矿蛇形探测机器人姿态控制研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 蛇形探测机器人的仿生学分析 |
| 4.2.1 生物蛇的骨骼结构 |
| 4.2.2 生物蛇的运动步态 |
| 4.3 蛇形探测机器人运动学建模 |
| 4.3.1 D-H变换 |
| 4.3.2 D-H参数法建模 |
| 4.4 蛇形探测机器人姿态控制方法 |
| 4.4.1 蜿蜒运动 |
| 4.4.2 伸缩运动 |
| 4.4.3 抬头运动 |
| 4.5 仿真及运动控制实验 |
| 4.5.1 仿真实验 |
| 4.5.2 运动控制实验 |
| 4.6 本章小结 |
| 5 基于PSOELM的煤矿蛇形探测机器人自主越障研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 凸台障碍物的形状分析 |
| 5.3 蛇形机器人越障动作分析 |
| 5.4 机器人位姿控制的专家规则 |
| 5.5 建立极限学习机控制模型 |
| 5.5.1 极限学习机的引入 |
| 5.5.2 基于极限学习机的越障控制模型的建立 |
| 5.6 利用改进粒子群算法优化极限学习机权系数寻优及分析 |
| 5.6.1 利用改进粒子群算法优化极限学习机权系数寻优 |
| 5.6.2 改进PSO参数对寻优性能影响的分析 |
| 5.7 仿真实验及结果分析 |
| 5.8 本章小结 |
| 6 煤矿蛇形探测机器人环境辨识建模方法及自主避障研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 煤矿蛇形探测机器人环境辨识建模方法 |
| 6.2.1 障碍物环境信息采集与处理 |
| 6.2.2 障碍物环境模型建立 |
| 6.2.3 变结构的模糊神经网络控制模型 |
| 6.2.4 基于GAVSFNN的学习算法 |
| 6.3 基于知识库的机器人自主避障系统软模型 |
| 6.4 仿真与实验 |
| 6.5 本章小结 |
| 7 实验研究与分析 |
| 7.1 引言 |
| 7.2 煤矿蛇形探测机器人实验系统 |
| 7.3 相对定位实验 |
| 7.4 蛇形探测机器人运动姿态实验 |
| 7.5 自主越障实验 |
| 7.6 自主避障实验 |
| 7.7 煤矿井下环境探测实验 |
| 7.8 本章小结 |
| 8 结论与展望 |
| 8.1 结论 |
| 8.2 创新点 |
| 8.3 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 |
（8）考虑界面力学性能的多材料结构拓扑优化设计研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 主要符号表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 结构拓扑优化综述 |
| 1.2.1 结构优化概述 |
| 1.2.2 结构拓扑优化概述 |
| 1.2.3 连续体拓扑优化方法 |
| 1.3 多材料结构拓扑优化研究进展 |
| 1.4 多组件结构集成拓扑优化研究进展 |
| 1.5 考虑材料强度、损伤及断裂的结构拓扑优化研究进展 |
| 1.6 本文研究内容 |
| 2 考虑界面力学性能的多材料结构拓扑优化 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 多材料拓扑优化中的界面模拟 |
| 2.2.1 材料界面的内聚力本构模型 |
| 2.2.2 扩展有限元方法概述 |
| 2.2.3 多材料拓扑优化中的界面模拟技术 |
| 2.2.4 非线性平衡方程求解 |
| 2.3 优化问题列式 |
| 2.4 灵敏度分析 |
| 2.5 数值算例 |
| 2.5.1 多材料简支梁设计问题 |
| 2.5.2 多材料悬臂梁设计问题 |
| 2.6 本章小结 |
| 3 考虑界面力学性能的内嵌多组件结构集成拓扑优化 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 内嵌组件与支撑结构之间连接界面的模拟 |
| 3.2.1 多组件结构的界面本构及拓扑描述 |
| 3.2.2 多组件结构的离散及响应求解 |
| 3.3 内嵌多组件结构的集成拓扑优化 |
| 3.3.1 设计变量的定义 |
| 3.3.2 内嵌组件的非重叠约束 |
| 3.3.3 优化问题列式 |
| 3.4 灵敏度分析 |
| 3.5 数值算例 |
| 3.5.1 包含内嵌组件的悬臂梁设计问题 |
| 3.5.2 包含内嵌组件的简支梁设计问题 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 考虑指定区域断裂性能的结构拓扑优化 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 带裂纹结构体的断裂力学分析 |
| 4.2.1 J积分概述 |
| 4.2.2 奇异单元及J积分的数值计算 |
| 4.3 考虑结构内指定区域断裂性能的拓扑优化 |
| 4.3.1 优化问题设置 |
| 4.3.2 优化目标函数及优化问题列式 |
| 4.3.3 灵敏度分析 |
| 4.4 数值算例 |
| 4.4.1 门式刚架结构设计问题 |
| 4.4.2 L形梁设计问题 |
| 4.4.3 MBB梁设计问题 |
| 4.4.4 考虑较大功能区域的悬臂梁设计问题 |
| 4.4.5 转印过程中的传力路径设计问题 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 结论与展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 创新点摘要 |
| 5.3 展望 |
| 参考文献 |
| 附录A 部分材料界面相关变量的Fr(?)chet导数推导 |
| 攻读博士学位期间科研项目及科研成果 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（9）多柔体系统动力学优化研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 符号注释表 |
| 缩略词 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题来源及研究背景和意义 |
| 1.1.1 课题来源 |
| 1.1.2 研究背景和意义 |
| 1.2 多柔体系统动力学建模方法研究现状 |
| 1.2.1 浮动坐标方法 |
| 1.2.2 大转动矢量方法 |
| 1.2.3 绝对节点坐标方法 |
| 1.2.4 基于任意拉格朗日–欧拉描述的绝对节点坐标方法 |
| 1.3 多柔体系统动力学优化研究现状 |
| 1.3.1 多柔体系统动力学响应优化 |
| 1.3.2 多柔体系统动力学特性优化 |
| 1.4 结构拓扑优化方法研究现状 |
| 1.4.1 密度法 |
| 1.4.2 水平集方法 |
| 1.4.3 移动可变形组件方法 |
| 1.5 研究内容及结构安排 |
| 第二章 多柔体系统动力学响应构件优化 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 强耦合优化模型 |
| 2.2.1 优化方程 |
| 2.2.2 多柔体系统动力学方程求解 |
| 2.2.3 灵敏度分析 |
| 2.2.4 优化方程求解——移动渐近线法 |
| 2.3 弱耦合优化模型 |
| 2.3.1 优化方程 |
| 2.3.2 等效静载荷分析 |
| 2.3.3 ANCF梁单元非线性刚度矩阵 |
| 2.3.4 优化方程求解——内点法 |
| 2.4 数值算例 |
| 2.4.1 验证算例:带端部集中质量的旋转梁尺寸优化 |
| 2.4.2 验证算例:柔性曲柄连杆滑块机构尺寸优化 |
| 2.4.3 应用算例:空间星载刚–柔机械臂尺寸优化 |
| 2.5 小结 |
| 第三章 二维/三维多柔体系统结构拓扑优化 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 二维多柔体系统结构拓扑优化 |
| 3.2.1 二维多柔体系统动力学建模 |
| 3.2.2 目标函数的定义与体积约束的处理 |
| 3.2.3 基于半隐式水平集的二维拓扑优化模型 |
| 3.2.4 等效静载荷分析 |
| 3.3 三维多柔体系统结构拓扑优化 |
| 3.3.1 三维多柔体系统动力学建模 |
| 3.3.2 基于移动可变形组件的三维拓扑优化模型 |
| 3.4 数值算例 |
| 3.4.1 验证算例:平面曲柄连杆滑块机构拓扑优化 |
| 3.4.2 验证算例:平面双连杆机械臂拓扑优化 |
| 3.4.3 验证算例:空间曲柄连杆滑块机构拓扑优化 |
| 3.5 小结 |
| 第四章 任意拉格朗日–欧拉描述的多柔体系统动力学 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 ALE–ANCF时变长度缩减梁单元 |
| 4.2.1 单元运动学方程 |
| 4.2.2 单元动力学方程 |
| 4.2.3 单元弹性力及其雅克比矩阵 |
| 4.2.4 单元附加惯性力及其雅克比矩阵 |
| 4.3 ALE–ANCF时变长度薄板单元 |
| 4.3.1 单元运动学方程 |
| 4.3.2 单元动力学方程 |
| 4.3.3 单元弹性力及其雅克比矩阵 |
| 4.3.4 单元附加惯性力及其雅克比矩阵 |
| 4.4 ALE–ANCF时变长度三维实体单元 |
| 4.4.1 单元运动学方程 |
| 4.4.2 单元动力学方程 |
| 4.4.3 单元弹性力及其雅克比矩阵 |
| 4.4.4 单元附加惯性力及其雅克比矩阵 |
| 4.5 任意拉格朗日–欧拉描述的多柔体系统动力学 |
| 4.5.1 系统动力学方程 |
| 4.5.2 系统动力学方程求解及边界单元的处理 |
| 4.6 数值算例 |
| 4.6.1 验证算例:输流悬臂管道动力学 |
| 4.6.2 验证算例:绳系双星系统展开动力学 |
| 4.6.3 验证算例:薄板单摆 |
| 4.6.4 验证算例:悬臂梁弯曲静力学 |
| 4.6.5 验证算例:柔性单摆 |
| 4.6.6 验证算例:轴向移动梁振动 |
| 4.7 小结 |
| 第五章 二维/三维时变长度多柔体系统结构拓扑优化 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 二维时变长度多柔体系统结构拓扑优化研究 |
| 5.2.1 等效静载荷分析 |
| 5.2.2 基于移动可变形组件的二维拓扑优化模型 |
| 5.3 三维时变长度多柔体系统结构拓扑优化研究 |
| 5.3.1 基于移动可变形组件的三维(渐变)周期结构拓扑优化 |
| 5.3.2 灵敏度分析 |
| 5.4 数值算例 |
| 5.4.1 验证算例:平面变长度旋转板的拓扑优化 |
| 5.4.2 验证算例:平面三自由度运动平台的拓扑优化 |
| 5.4.3 验证算例:空间轴向伸展结构的非周期与(渐变)周期结构拓扑优化 |
| 5.4.4 应用算例:空间自旋太阳帆伸展臂的渐变周期结构拓扑优化 |
| 5.5 小结 |
| 第六章 多柔体系统动力学特性拓扑优化 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 固支边界作圆周运动的矩形薄板动力学建模 |
| 6.2.1 振动分析等效模型 |
| 6.2.2 无量纲动力学方程 |
| 6.3 基于移动可变形组件的频率拓扑优化模型 |
| 6.3.1 旋转矩形薄板局部模态的处理 |
| 6.3.2 优化方程 |
| 6.3.3 灵敏度分析 |
| 6.4 数值算例 |
| 6.4.1 验证算例:避免局部模态 |
| 6.4.2 验证算例:频率拓扑优化 |
| 6.4.3 验证算例:旋转薄板频率拓扑优化——最大化第一阶共振频率 |
| 6.4.4 验证算例:旋转薄板频率拓扑优化——最大化相邻两阶共振频率的间隙 |
| 6.5 小结 |
| 第七章 总结与展望 |
| 7.1 本文主要研究进展与贡献 |
| 7.2 未来研究工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在学期间的研究成果及发表的学术论文 |
| 附录A ALE–ANCF时变长度缩减梁单元公式推导 |
| 附录B ALE–ANCF时变长度薄板单元公式推导 |
| 附录C ALE–ANCF时变长度三维实体单元公式推导 |
（10）铁路网趋稳规模及增长路径的理论和方法（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 中文摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 引言 |
| 1.1 选题背景 |
| 1.2 研究目的与意义 |
| 1.3 相关研究与实践综述 |
| 1.3.1 铁路网稳态影响关联模型 |
| 1.3.2 铁路网趋稳模型与增长模式研究 |
| 1.3.3 铁路项目评价方法研究 |
| 1.3.4 对研究与实践的评述 |
| 1.4 研究内容和技术路线 |
| 2 铁路网与经济的互作用关系分析 |
| 2.1 铁路与经济发展的关系 |
| 2.1.1 铁路对经济的影响 |
| 2.1.2 铁路网对区域经济一体化的影响 |
| 2.1.3 铁路网对产业集聚扩散的影响 |
| 2.2 铁路网与经济增长的动态分析 |
| 2.2.1 铁路网与经济因果关系分析 |
| 2.2.2 铁路网对区域经济长期均衡影响 |
| 2.2.3 铁路网对经济短期修正机制 |
| 2.3 铁路网与产业结构协调关系 |
| 2.3.1 铁路网与产业结构内在机制 |
| 2.3.2 铁路网对产业结构的优化效应 |
| 2.4 铁路网对产业结构调整影响 |
| 2.4.1 铁路网与各产业产值相关性分析 |
| 2.4.2 铁路网与各产业边际增长分析 |
| 2.4.3 铁路网对各产业的影响 |
| 2.5 铁路网的其他经济影响因素 |
| 2.5.1 区域人口及居民收入的影响 |
| 2.5.2 区域自然条件及资源的影响 |
| 2.5.3 区域经济发展政策的影响 |
| 2.6 本章小结 |
| 3 铁路网趋稳规模与目标规划模型 |
| 3.1 铁路网构成与路网趋稳规模 |
| 3.1.1 铁路网构成要素 |
| 3.1.2 铁路网特性分析 |
| 3.1.3 铁路网趋稳规模 |
| 3.2 铁路网规模测算方法比较 |
| 3.2.1 常用测算方法分析 |
| 3.2.2 测算方法评述 |
| 3.3 铁路网趋稳规模的基础目标规划模型研究 |
| 3.3.1 目标规划法 |
| 3.3.2 总体铁路网密度的目标规划模型H1 |
| 3.3.3 考虑线路差异度的铁路线路目标规划模型H2 |
| 3.4 基于有效运输能力的铁路网趋稳规模目标规划模型 |
| 3.4.1 铁路路网运输能力 |
| 3.4.2 有效运输能力与经济社会需求的目标规划模型 |
| 3.4.3 铁路网密度与有效运输能力的目标规划模型 |
| 3.5 案例分析 |
| 3.5.1 测算模型选用说明 |
| 3.5.2 约束条件与参数标定 |
| 3.5.3 目标函数及实例模型 |
| 3.5.4 模型求解 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 铁路网增长路径规划方法研究 |
| 4.1 铁路网趋稳增长路径问题提出 |
| 4.2 铁路网增长路径测定 |
| 4.2.1 建模假设及相关变量说明 |
| 4.2.2 增长路径的算法步骤 |
| 4.2.3 增长路径的求解流程 |
| 4.3 影响铁路网增长的相关因素 |
| 4.3.1 影响铁路网规模的因素 |
| 4.3.2 相关因素的选择方法 |
| 4.3.3 因素影响权重的确定 |
| 4.4 案例分析 |
| 4.4.1 西南区域铁路网规模趋稳目标 |
| 4.4.2 区域铁路网发展规律 |
| 4.4.3 铁路网增长路径分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 国家铁路网发展趋稳规模研究 |
| 5.1 主要发达国家铁路发展分析 |
| 5.2 我国铁路运输供需状况 |
| 5.2.1 铁路运输供给状况 |
| 5.2.2 铁路运输需求状况 |
| 5.2.3 铁路运输的供需匹配 |
| 5.3 铁路发展趋稳模型存在性与影响因素分析 |
| 5.3.1 趋稳模型的存在性说明 |
| 5.3.2 趋稳模型供需影响因素选择 |
| 5.3.3 运输需求影响因素比较分析 |
| 5.3.4 供需变量选择与影响说明 |
| 5.4 供需匹配的趋稳模型建立与模型修正 |
| 5.4.1 柯布-道格拉斯生产函数模型 |
| 5.4.2 供需匹配的趋稳模型建立 |
| 5.4.3 趋稳模型修正 |
| 5.4.4 我国铁路网趋稳规模预测 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 铁路新线建设评价方法研究 |
| 6.1 铁路新线建设需求 |
| 6.2 基于协整理论的新线建设评价方法 |
| 6.2.1 一般评价方法的比较分析 |
| 6.2.2 基于协整理论的评价方法 |
| 6.2.3 新线建设评价方法的步骤和流程 |
| 6.3 案例分析 |
| 6.3.1 项目功能定位 |
| 6.3.2 项目必要性分析 |
| 6.3.3 项目建设评价 |
| 6.4 本章小结 |
| 7 结论 |
| 7.1 研究结论 |
| 7.2 创新点 |
| 7.3 研究展望 |
| 参考文献 |
| 附表A |
| 附表B |
| 附表C |
| 附表D |
| 作者简历及攻读博士学位期间取得的研究成果 |
| 学位论文数据集 |
四、目标规划中权系数的几何意义（论文参考文献）
- [1]互逆规划的拓宽和深化及其在结构拓扑优化的应用[J]. 铁军,隋允康,彭细荣. 力学学报, 2020(06)
- [2]考虑旋转效应的梁式结构动力拓扑优化方法[D]. 刘骥. 大连理工大学, 2020
- [3]高分辨率光学遥感卫星效能评估与参数敏感性分析研究[D]. 周鹏. 武汉大学, 2020(03)
- [4]基于GIS与改进TOPSIS法的休耕区域选择研究 ——以金佛山地区为例[D]. 田林. 西南大学, 2020(01)
- [5]工业机器人关节空间轨迹规划及优化研究综述[J]. 郭勇,赖广. 机械传动, 2020(02)
- [6]互逆规划理论及其用于建立结构拓扑优化的合理模型[J]. 隋允康,彭细荣,叶红玲,铁军. 力学学报, 2019(06)
- [7]煤矿蛇形探测机器人位姿控制方法研究[D]. 白云. 西安科技大学, 2019(01)
- [8]考虑界面力学性能的多材料结构拓扑优化设计研究[D]. 刘湃. 大连理工大学, 2019(01)
- [9]多柔体系统动力学优化研究[D]. 孙加亮. 南京航空航天大学, 2019(09)
- [10]铁路网趋稳规模及增长路径的理论和方法[D]. 韩采华. 北京交通大学, 2019(01)