(19)国家知识产权局 (12)发明 专利 (10)授权公告 号 (45)授权公告日 (21)申请 号 202110265421.7 (22)申请日 2021.03.11 (65)同一申请的已公布的文献号 申请公布号 CN 113032901 A (43)申请公布日 2021.06.25 (73)专利权人 西北工业大 学 地址 710072 陕西省西安市友谊西路127号 (72)发明人 齐蓉　王泽坤　林辉　周素莹　 巩明超　高浩森　刘冬平　 (74)专利代理 机构 西安凯多 思知识产权代理事 务所(普通 合伙) 61290 专利代理师 刘新琼 (51)Int.Cl. G06F 30/15(2020.01) G06F 30/27(2020.01)(56)对比文件 CN 110125927 A,2019.08.16 何建成等.基 于自适应粒子 群算法的FS20N 机器人时间最优轨 迹规划. 《机 械研究与应用》 .2020,(第01期), 洪振宇等.机场行李装载机 器人的轨 迹规划 研究. 《机 械设计》 .2020,(第0 3期), 审查员 张一良 (54)发明名称 一种飞机舱门运行功率优化方法 (57)摘要 本发明公开了一种飞机舱门运行功率优化 方法， 该方法针对电机通过一定的传动方式带动 舱门运行的作动系统， 利用遗传算法产生离散点 序列， 并进行二阶多项式插值来 设计舱门的运行 轨迹， 在仿真模 型中模拟舱门运行过程以求得每 条运行轨迹对应的运行功率峰值， 从而对舱门运 行轨迹进行自动寻优。 通过本发 明提供的飞机舱 门运行功率优化方法， 解决了相关技术中运行轨 迹对应的功率不平稳问题或轨迹设计中调节效 率低的问题， 并预防了可能出现的转速超限问 题。 权利要求书1页 说明书3页 附图2页 CN 113032901 B 2022.11.18 CN 113032901 B 1.一种飞机舱门运行功率优化方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： 步骤1： 设置 遗传算法参数， 包括迭代次数、 样本数量、 限制条件和收敛 条件； 步骤2： 生成舱门运动仿真模型； 设定目标函数； 预设功率特定值， 该功率特定值的数量 级至少高于舱门正常运行功率两个数量级以上； 步骤3： 采用遗传算法生成离散点序列； 以离散点序列作为优化变量， 应用遗传算法调 用目标函数； 步骤4： 在舱门运动仿真模型中对离散点序列进行插值构造舱门运行轨迹， 模拟舱门作 动系统按照所构造的舱 门运行轨迹运行， 输出实时运行功率， 记录舱 门运行过程中实时运 行功率的最大值； 步骤5： 在舱门运动仿真模型中输出步骤4得到的舱门运行轨迹对应的舱门电机实时转 速和舱门实时运行速度； 在目标函数中判断舱门实时运行速度的最大值是否超过舱门运行速度上限和舱门电 机实时转速的最大值是否超过舱门电机转速上限： 若舱门实时运行速度的最大值小于等于 舱门运行速度上限且舱门电机实时转速的最大值小于等于舱门电机转速上限， 则将舱门运 行过程中实时运行功 率的最大值作为目标函数的返回值； 若舱门实时运行速度的最大值大 于舱门运行速度上限或舱门电机实时转速的最大值大于舱门电机转速上限， 则将预设功 率 特定值作为目标函数的返回值； 步骤6： 重复执行步骤3到步骤5， 当满足收敛条件或达到迭代次数时， 停止迭代过程， 得 到最终的离 散点序列， 经插值得到最优舱门运行轨 迹。 2.根据权利要求1所述的一种飞机舱门运行功率优化方法， 其特征在于， 所述对离散点 序列进行插值采用二阶多 项式插值。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 113032901 B 2一种飞机舱 门运行功率优化方 法 技术领域 [0001]本发明属于多电飞机技 术领域， 具体涉及一种功率优化方法。 背景技术 [0002]多电化甚至全电化是公认的飞机 的发展趋势， 飞机 的多电技术具有结构简单、 重 量轻、 可靠性高、 维护性好、 使用费用低、 机上接口简单、 能源利用率高、 污染排放少、 易于能 量传输和管 理等一系列优点， 目前多电技术已经在F ‑35、 B787、 A380等型号的飞机上获得了 应用和验证。 [0003]舱门是多电技术中机电作动器与电静液作动器的应用对象之一， 作为飞机上需要 反复开关的大开口区域， 与 乘客、 货物的安全直接相关， 其运行过程中功率的平稳与否一方 面会影响航空供电系统的稳定性， 另一方面会影响驱动器、 电机、 减速 机的使用寿命。 [0004]然而目前针对飞机舱门的结构设计研究较多， 其运行功率方面的研究较少。 工程 上常用的S型运行轨迹和正弦加减速运行轨迹效果仅在于使舱门运行过程中各构件速度变 化平缓， 并无功率方面的考虑。 有研究利用三次样条插值算法在离散点序列的基础上构造 运行轨迹， 来降低舱门的运行功率， 但三次样条插值对应的离散点数值较多， 手动调节离散 点数值的效率较低， 不利于寻优。 发明内容 [0005]为了克服现有技术的不足， 本发明提供了一种飞机舱门运行功率优化方法， 该方 法针对电机通过一定的传动方式带动舱门运行的作动系统， 利用遗传算法产生离散点序 列， 并进行二 阶多项式插值来设计舱 门的运行轨迹， 在仿真模型中模拟舱 门运行过程以求 得每条运行轨迹对应的运行功率峰值， 从而对舱 门运行轨迹进行自动寻优。 通过本发明提 供的飞机舱门运行功 率优化方法， 解决了相关技术中运行轨迹对应的功 率不平稳问题或轨 迹设计中调节效率低的问题， 并预防了可能出现的转速超限问题。 [0006]本发明解决其 技术问题所采用的技 术方案包括以下步骤： [0007]步骤1： 设置 遗传算法参数， 包括迭代次数、 样本数量、 限制条件和收敛 条件； [0008]步骤2： 生成舱门运动仿真模型； 设定目标函数； 预设功率特定值， 该功率特定值的 数量级至少高于舱门正常运行功率两个数量级以上； [0009]步骤3： 采用遗传算法生成离散点序列； 以离散点序列作为优化变量， 应用遗传算 法调用目标函数； [0010]步骤4： 在舱门运动仿真模型中对离散点序列进行插值构造舱门运行轨迹， 模拟舱 门作动系统按照所构造的舱 门运行轨迹运行， 输出实时运行功率， 记录舱 门运行过程中实 时运行功率的最大值； [0011]步骤5： 在舱门运动仿真模型中输出步骤4得到的舱门运行轨迹对应的舱门电机实 时转速和舱门实时运行速度； [0012]在目标函数中判断舱门实时运行速度的最大值是否超过舱门运行速度上限和舱说　明　书 1/3 页 3 CN 113032901 B 3