天然氣噴射系統(tǒng)壓力控制器的多學科優(yōu)化設計
加布里埃拉Dellino ，保羅利諾，委員協(xié)會，
卡羅•馬龍尼，會員協(xié)會，亞歷山德羅里佐，委員協(xié)會
摘要——在這項工作中，多學科優(yōu)化設計應用在機械和控制系統(tǒng)同時優(yōu)化的汽車工程案例中。所研究的系統(tǒng)是新型天然氣發(fā)動機共軌系統(tǒng)的噴射壓力調(diào)節(jié)裝置，其工程設計包括幾個實際的和數(shù)字的困難。為解決這種困難，本文提出了一種多目標優(yōu)化法，即在優(yōu)化設計的基礎上，考慮更多具體設計方面的問題，包括靜態(tài)和動態(tài)目標。計劃將從鑒于仿真分析或替代輔助演變的活動中提供供給設計師專門知識的途徑，試驗結(jié)果顯示了找到相關的令人滿意的解決辦法的可能性。
1. 介紹
一個成功的復雜系統(tǒng)設計需要滿足不同的目標和制約因素。這樣的設計問題往往可以作為約束優(yōu)化設計的空間變量的模型。一般來說考慮到這類分析方法的范圍、復雜性、和費用，可以把過程分解為幾個可執(zhí)行的分支步驟。多學科設計優(yōu)化提供有效的方法來實現(xiàn)上述的優(yōu)化，從而解決不同的系統(tǒng)標準和不同的系統(tǒng)水平的下的設計取舍問題。這些因素可能會建議采用多目標優(yōu)化進化算法 ，以便解決設計中產(chǎn)生的問題。然而，配備MOEAs的目的是是基于模擬的模型可行并是專家能利用他們的知識。特別是，在控制工程領域，當作為設計對象的控制器的結(jié)構(gòu)和模型與系統(tǒng)的模型一致時，控制器就需要同時兼顧設計選擇的與系統(tǒng)的協(xié)調(diào)性。在此背景下，基于仿真的模型通常用于確定優(yōu)化控制系統(tǒng)性能的控制參數(shù)值。一般情況下，每一個指數(shù)只考慮到系統(tǒng)設計的一個方面，而最佳優(yōu)化方法需要考慮多個方面的問題。在這項工作中，最佳優(yōu)化設計法適用于汽車工程研究，其中系統(tǒng)的機械和控制功能的優(yōu)化設計同時進行。下一節(jié)介紹了多學科設計問題。在第三節(jié)多目標優(yōu)化模型中所描述的細節(jié)用數(shù)學公式表述。第四節(jié)專門說明模擬的演算方法，而第 V部分報告計算實驗。最后，得出結(jié)論。
2. 壓力控制器的設計
在本節(jié)中，我們對系統(tǒng)的機械和控制特點進行描述。首先，我們介紹壓縮天然氣噴射系統(tǒng)和其組成部分，側(cè)重于壓力控制器特點的介紹。由于我們的目的是要說明多學科優(yōu)化設計模型，噴射系統(tǒng)的功能就只簡短的介紹一下。然后繼續(xù)討論多學科優(yōu)化設計問題。