船舶动力系统装置设计及优化方法研究

摘要

作为一个复杂的机电设备工程系统，船舶动力系统的设计总是随着现代科学技术和现代设计方法的进步而发展。对新的设计理论和设计方法的不断探索创新，是推动船舶设计发展的强大动力。论文以船舶动力系统为研究对象，在较为全面的分析了配置设计理论和方法的基础上，对船舶动力系统配置知识表达、配置模型、配置优化和配置评价等问题进行了深入的研究。论文主要工作如下:
　　 (1)分析了配置设计的基本理论，结合船舶动力系统设计的主要内容和思路，提出了船舶动力系统配置设计的基本流程，构建了船舶动力系统配置设计体系架构，提出了船舶动力系统三层配置求解方案，并对船舶动力系统类型配置、能量配置和详细配置进行了详细研究。
　　 (2)总结了船舶动力系统配置设计过程中涉及的相关知识，重点研究了船舶动力系统用户需求知识和配置知识的表达，针对本体在知识表达领域中具有的良好的知识表达能力和明确的概念层次结构，以及可重用、可共享的优势，提出了基于本体的船舶动力系统配置知识表达，建立了基于Protégé的船舶动力系统用户需求本体和配置本体，为船舶动力系统配置设计提供支持。
　　 (3)研究了约束满足问题与船舶动力系统配置设计之间的相互关系，针对船舶动力系统设计实际，建立了基于约束的船舶动力系统配置模型，并采用粒子群算法对船舶动力系统配置进行求解，以降低搜索空间，提高求解效率。
　　 (4)提出了以船舶动力系统整体性能和全寿命周期费用为优化目标，以购置费用和交货期为约束条件的船舶动力系统配置优化模型，采用多目标粒子群算法进行配置优化求解，得到尽可能满足配置约束和用户需求的产品配置优化实例。
　　 (5)从全寿命周期的角度出发，综合船舶动力系统技术性能、经济、环保等方面的因素，建立基于全寿命周期的船舶动力系统配置评价指标体系，并采用基于D-S证据理论的评价方法，对船舶动力系统配置实例进行评价和比较，为船舶动力系统配置方案的选择提供了依据。
　　 (6)分析船舶动力系统配置设计系统用户需求，进行了船舶动力系统配置设计系统设计，实现了船舶动力系统配置设计系统原型系统开发。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 引言

1．2 论文研究的目的和意义

1．3 船舶动力系统设计现状

1．4 配置设计

1．4．1 配置设计概述

1．4．2 配置设计的理论和方法

1．4．3 配置设计国内外发展现状

1．5 论文主要研究内容

第2章 船舶动力系统配置设计理论研究

2．1 可配置产品

2．2 船舶动力系统设计理论

2．2．1 船舶动力系统概述

2．2．2 船舶动力系统设计流程

2．2．3 船舶动力系统设计阶段及主要设计内容

2．3 船舶动力系统配置设计

2．3．1 船舶动力系统配置设计的定义

2．3．2 船舶动力系统配置设计的流程和主要研究内容

2．3．3 船舶动力系统配置设计的求解方案

2．3．4 船舶动力系统配置设计体系

2．4 本章小结

第3章 船舶动力系统配置知识表达

3．1 产品配置知识

3．2 本体论

3．2．1 本体论基本概念

3．2．2 本体描述语言

3．2．3 本体建模工具

3．3 基于本体的船舶动力系统用户需求知识表达

3．4 基于本体的船舶动力系统配置知识表达

3．5 本章小结

第4章 船舶动力系统配置模型研究

4．1 船舶动力系统配置建模原则

4．2 约束满足问题及求解方法

4．2．1 约束满足问题

4．2．2 约束满足问题求解方法

4．3 基于约束的船舶动力系统配置设计过程

4．4 基于约束的船舶动力系统配置模型

4．4．1 基于约束的船舶动力系统类型配置模型

4．4．2 基于约束的船舶动力系统能量配置模型

4．4．3 基于约束的船舶动力系统详细配置模型

4．5 基于约束的船舶动力系统产品配置求解

4．5．1 基于约束的船舶动力系统类型配置求解

4．5．2 基于约束的船舶动力系统能量配置求解

4．5．3 基于约束的船舶动力系统详细配置求解

4．6 应用实例

4．7 本章小结

第5章 船舶动力系统配置优化

5．1 产品配置优化

5．2 船舶动力系统配置优化模型

5．3 船舶动力系统配置优化目标函数

5．3．1 船舶动力系统整体性能目标

5．3．2 船舶动力系统经济性目标

5．4 船舶动力系统配置优化约束条件

5．4．1 船舶动力系统的购置费用约束

5．4．2 船舶动力系统的交货期约束

5．5 基于多目标粒子群算法的船舶动力系统配置优化

5．6 应用实例

5．7 本章小结

第6章 船舶动力系统配置评价

6．1 产品全寿命周期理论

6．2 基于全寿命周期的船舶动力系统配置评价指标体系

6．3 基于D-S证据理论的船舶动力系统系统配置评价

6．3．1 D-S证据理论

6．3．2 基本可信度函数(mass函数)的确定

6．3．3 基于D-S证据理论的系统评价过程

6．4 实例分析

6．5 本章小结

第7章 船舶动力系统配置设计系统设计与实现

7．1 船舶动力系统配置设计系统设计

7．1．1 开发平台和技术架构

7．1．2 功能设计

7．2 系统原型实现

7．2．1 用户需求管理

7．2．2 配置组件管理

7．2．3 船舶动力系统配置模型管理

7．2．4 船舶动力系统配置求解

7．2．5 船舶动力系统配置优化

7．2．6 船舶动力系统配置评价

7．3 本章小结

第8章 总结与展望

8．1 研究总结

8．2 展望

致谢

参考文献

攻读博士学位期间发表的论文及参加的科研项目

附录A：符号说明