Р.К. Чуян «Методы математического моделирования двигателей летательных аппаратов». Изд. Машиностроение 1988г
Принцип динамического программирования стр. 209 и 212.
Золотое сечение, дихотомия, интервал неопределенности в одномерном методе оптимизации. Стр. 217 и 218 стр. 224 и 228
Механистическая, в виде пробного шарика, иллюстрация метода одномерной оптимизации стр. 261.
Пример логики одномерной оптимизации ЭУ с турбогенератором.
Топографический способ изображения оптимизируемой поверхности. Стр.15
Критерии оптимальности и ограничения. Ваша аргументация. Стр. 190 и 191.
Метод покоординатного спуска – принципиальная схема. Стр. 237
Программная модификация – метод конфигураций стр. 255
Градиентный метод поиска и программная модификация – наискорейший спуск. Стр. 238 и 240
Эволюция, программная модификация статистических методов поиска экстремума. Случайный поиск – поиск с возвратом – с наказанием случайностью стр. 243, 246, 247.
Метод штрафных функций стр188, 189
12. Масштабирование независимых переменных (пример радиационная защита).
Обобщающие математические принципы аналогии различных физических полей. Стр. 90 – 93.
Моделирование температурного поля охлаждаемой лопатки газовой турбины. Параллели на базе обобщающих принципов аналогии физических полей. Стр. 113 и 114
Модели идентификации. Форма модели заранее известна. Стр. 142
Форма модели идентификации заранее неизвестна. Математическая формулировка. Стр. 150, 151.
Критерии точности моделей идентификации, оценка обобщающей адекватности массивов экспериментальных данных Регуляризация стр.147. Несмещенности стр. 148.
Статистические методы оценки адекватности математических моделей Стр. 29. Критерий согласия стр. 34. Анализ дисперсий. Критерий Фишера. Стр. 35
Методические основы построения оптимизационных моделей сложных систем.
Динамическое программирование представляет собой математический аппарат, позволяющий осуществить оптимальное планирование многошаговых управляемых процессов и процессов, зависящих от времени. Понятие проект. Системное проектирование. Ромб исследований. Итерационный процесс – последовательность преобразований. Задачи – Варианты идей. Аппараты – Образы. Двигатели – Информационные карты. Энергоустановки – Поле характеристик Преобразователи – схемы.
Понятие проект – это совокупность сведений о свойствах и особенностях материального комплекса изделия, полученных в результате синтеза элементов энергосиловой установки, отвечающих целевой функции и характеризующей творческий или исполнительский замысел.
Системное проектирование – это проектирование части целого с точки зрения целого.
Подсистемы: двигатели, энергоустановки, элементы связи, управления, пеленгации и ударного реагирования. Комплексы: ракетные, крылатые, аэрокосмические различного назначения.
Характер исследований итерационный от частного к общему и обратно от общего к частному. Предусматривает, на базе предполагаемых инноваций, изучение более эффективных альтернатив существующим и разрабатываемым изделиям.
Система программ – сценариев
Система программ – сценариев предназначена для формирования поля интересов головных организаций и осуществления проектно-поисковых исследований в границах и вне границ этого поля интересов. Рис. 1
Рис.1 Поле интересов. Задачи и Цели
Граница поля интересов и точка зрения (угол интересов на Рис.1) на перспективу формируется генеральными и ведущими специалистами, исходя из направлений предполагаемых реализаций своих изделий и информации о научно – технических, фундаментальных, проектно – конструкторских, технологических достижениях и разработках, как российских так и зарубежных, которые предполагаются внедрить в головной организации для решения директивных целей и задач.
Однако, объективно существуют такие разработки и достижения, полезность которых, в силу разных причин, для головной организации могут быть не очевидными. Поле разработок, очевидность которых не доказана, представлено на Рис.1, как поле неопределенности для головной организации.
Процесс анализа концепций проектов разбит на ряд этапов и подэтапов, характеризуемых установлением на каждом частного итерационно-сбалансированного состояния между программными блоками. Рис. 2
С помощью представленной на Рис.2 цепочки программных блоков по сценариям задается стратегия поиска, задаются характеристики изделия (проекта), которые в зависимости от Задачи определяют свойства и возможности проектно-поисковой системы, при этом:
· Оптимизационный программный блок –Xn- определяет режим оптимизации всего изделия по параметрам, характеристикам и процессам, в основе описания связей механика и динамика полетов.
· Структурный программный блок – Skn- осуществляет контрольные функции по рассматриваемым характеристикам связей, в основе описания связей теория проектирования устройств, двигателей, энергоустановок, аппаратов.
· Согласующий программный блок – Skn- определяет структуру согласований характеристик, в основе описаний связей теория циклов и процессов.
Рис.2 Оптимизационная стратегия изучения аэрокосмических перспектив
Координирующее преобразование вектора состояния от этапа к этапу, в зависимости от характера исследований осуществляется воздействием на него векторами управлений из программных блоков Хn, Sm, Skn.
Координирующее преобразование kn( Sm, Skn, Xn ) является функцией вектора состояния и вектора управления на каждом этапе.
Рис.3 Динамическое программирование
Рис. Содержание системного проектирования
Оперирует глобальной информацией, определяющей мировой уровень проектных разработок масштабных изделий России США Германии Франции Китая МИГ- АКС, Ю-71. Zanger , Boeing , WU-14.
Ориентируется на новации, определяющие более широкие оперативные возможности в космосе и атмосфере крылатых изделий разных стран. Россия "летающее крыло" МАИ, АЯКС СКБ «Нева», «МОЛОТ» НПО «Молния». США X-37B, X-51A и WS 125 A .
Предусмотрены проектные ориентиры на изучение альтернативных возможностей масштабных изделий, РН Ангара + КВРБ, РН Протон + РБ БРИЗ, Широкофюзеляжные самолеты 2020, Термоплан, Экранолет, Гидросамолет, БАРС.
Подобные возможности альтернативных систем исследуются в процессе различного рода итерационных консультаций продвинутой молодежи со специалистами, владеющих уникальными технологиями. ЦНИИМАШ – глобальная перспектива, НПО Энергия – ракетные комплексы, НИИ ПМЭ МАИ – электроракетные двигатели, Институт им. Курчатова – радиационно-безопасные системы, ОКБ им. Хруничева – спасаемые крылатые ступени РН, ОКБ им. Люлька – пульсирующие двигатели, НПО имени Лавочкина – радиолокационное зондирование и др.
Для реализации более широкого класса задач составляющие подсистемы наделяются дополнительными свойствами на базе новых технологий и фундаментальных теоретических разработок факультетов и кафедр МАИ. Фак.1 Авиация, Фак.2 Двигатели, Фак.3 Управление, Фак.4 Связь, Фак.5 Экономика, Фак.6 Ракеты.
Анализируются совокупности всевозможных альтернатив созданным и разрабатываемым изделиям. Для наделения их иными возможностями предполагаются всевозможные сочетания подсистем. Комбинированные и Гибридные ЭСУ
На базе инновационных разработок Аппарат с тепловой памятью и Электронная ячейка в режиме рикошета демонстрируются, разновысотные задачи дальнего межконтинентального наведения.
Реализованные крылатые ракеты Метеорит-М и Калибр-НК являются ориентирами успешного решения энергосиловыми системами оперативных задач дальнего наведения на малой высоте в результате продвинутой радиолокации и пеленгации рельефа местности.
Для наделения различных изделий новыми энергосиловыми свойствами систематизируется в разных сочетаниях продвинутая информация по направления – Кафедры, 2ой факультет Каф.201 ВРД, Каф.202 ЖРД, Каф.203 Конструкция, Каф.204 Теплотехника, Каф.205 Технология, Каф.208 ЭУ +ЭРД.
На этой основе осуществляется проектное моделирование – формируются логические структуры различных сочетаний определяющих подсистем в составе различных комплексов. ВКС - ЖРД ТРДД ПВРД; МТА - Солнечные ядерные ЭУ - ЭРД СПД ПИД РИД МПД.
С использованием комплекса сценариев реализуется системное проектирование -демонстрируются альтернативные варианты сочетаний подсистем в составе изделий с условными названиями Крылатые ВКС - Стрела; Ракетные КА Горка, с различными базированиями - Атмосферное, Наземное, Космическое, Планетное, Астероидное, Межпланетное, в различных операциях - Формирование атмосферного и космического паркинга, Обслуживание, Перехват, Зондирование, Строительство. Монтаж и Демонтаж. Предотвращение различных угроз. Ударное реагирование.
2. Методы оптимизационного поиска в проектных исследованиях.
Принципиальная схемы СЭУ.
Принципиальная схема солнечной энергетической установки 1 – концентратор; 2 – светоприемник: 3 – тепловой аккумулятор: 4 – солнечное излучение; 5 – электрическая энергия; 6 – тепловое излучение; 7 - солнечный источник тепла: 8 – система преобразования тепловой энергии в электрическую; 9 – система отвода тепла
Схема преобразования энергии.
Цикл Брайтона.
Многомерные методы оптимизации. Топографический способ изображения многомерного рельефа поверхности с использованием линий уровня. Метод покоординатного спуска – метод сечений. Метод конфигураций – исследовательский поиск и поиск по образцу.
Рис. 4 Безразмерные параметры, определяющие возможность использования единой аналитической среды для управления полетами в различных атмосферах.
Рис.2 Аналитическая среда управления аппаратом в полярной системе координат.
Метод штрафных функций
Идея метода состоит в переходе от реальной целевой функции W к модифицированной W*, с одновременным переходом к задаче без ограничений по отношению к целевой функции.
Могут быть предложены разные формы функции W*
Модели идентификации. Построение математических описаний системы по результатам наблюдений реакции системы на возмущения внешней среды. Выбор формы. Форма модели заранее известна. Форма экспонента. Ослабление радиации. Закон Ричардсона-Дешмена. Описание атмосфер. Коэффициенты.
Аналоговое моделирование. Стационарные физические поля описываются однородными и неоднородными эллиптическими уравнениями в частных производных. Сходственные величины. Коэффициенты аналогии. Индикатор анологии. Аппарат аналогии является обобщением теории подобия но есть различия.
Р.К. Чуян «Методы математического моделирования двигателей летательных аппаратов». Изд. Машиностроение 1988г
Дата: 2019-12-10, просмотров: 511.
