《基於混合模型的載人空降乘員防護裝置可靠性技術研究》是依託長沙理工大學，由劉鑫擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：基於混合模型的載人空降乘員防護裝置可靠性技術研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：劉鑫
- 依託單位：長沙理工大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
載人空降即重型裝備與乘員同時實施空降，一經著陸就投入戰鬥。目前我國由於無法解決空降乘員安全性問題，暫不具備載人空降的能力。本項目擬基於代理模型技術，在混合變數共存條件下研究針對載人空降乘員防護裝置的多目標可靠性最佳化方法，其中主要解決的技術難點是乘員防護裝置混合可靠性模型的建立和循環嵌套最佳化問題的求解。首先，研究適合乘員防護裝置這類高維複雜問題的樣本選取方法和代理模型建模方法，通過降低建立代理模型的成本來提高最佳化效率；其次，研究乘員防護裝置代理模型管理方法，通過建立代理模型精度評價標準和更新機制來保證多目標最佳化的精度；然後，研究不同類型變數的處理方法，建立含混合變數的乘員防護裝置可靠度模型，並提出其可靠性指標；最後，研究乘員防護系統近似多目標可靠性最佳化問題的有效求解方法，解決載人空降工程中的乘員安全性問題。本項目的研究，將在一定程度上構築起乘員防護裝置可靠性理論體系和促進我國軍事實力的提升。
結題摘要
載人空降即重型裝備與乘員同時實施空降，一經著陸就投入戰鬥。本項目以提高載人空降乘員安全性為目的，建立了含混合變數的乘員防護裝置多目標可靠性最佳化設計模型，提出了衡量乘員防護裝置的可靠性指標，並將代理模型技術引入多目標最佳化，在一定程度上解決了高維複雜工程問題和循環嵌套最佳化問題造成的技術難點，研究和開發出了高效的載人空降乘員防護裝置多目標可靠性最佳化理論和算法。取得的主要研究進展包括：（1）通過開展戰車落地碰撞實驗對乘員防護裝置數值模型進行實驗驗證；（2）為了構建乘員防護裝置的代理模型，採用最優拉丁方實驗設計獲得樣本點，並研究了高效的代理模型建模技術，進一步降低代理模型的建立成本；（3）研究了有效的代理模型更新機制，使乘員防護裝置的代理模型在疊代過程中逐步得到調整和改進，從而保證最佳化精度；（4）考慮空降過程中非機率變數之間的相關性，基於機率-橢球混合模型實現乘員防護裝置可靠性建模，利用KKT條件實現雙層嵌套最佳化問題的解耦並求解；（5）為了避免保守設計，基於機率-機率盒混合模型實現乘員防護裝置可靠性建模，通過區間理論和等機率變換實現嵌套問題的解耦，並求解可靠性指標的上下界；（6）開展了基於區間模型的多目標不確定性最佳化設計方法研究，實現不確定性多目標最佳化問題向確定性最佳化問題的轉換；（7）開展了基於橢球模型的近似多目標不確定性最佳化設計方法研究，利用代理模型和高效多目標最佳化方法來提高最佳化效率，（8）研究了基於機率-橢球混合模型的緩衝氣囊裝置多目標可靠性最佳化設計方法，獲得了滿足可靠性指標的Pareto最優解集並加以實驗驗證。本項目的完成在一定程度上構築起了乘員防護裝置可靠性理論體系，為載人空降乘員安全技術提供了一條新的研究路子。項目執行期間，共發表學術論文8篇，其中SCI論文3篇，EI論文5篇，獲得國家發明專利2項和軟體著作權1項，參加國際國內會議共7人次，培養研究生5人。
