【摘 要】
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智能化重大装备（以下简称“智重装备”）的设计与优化是装备全生命周期中的重要环节，对于装备质量与系统性能提升具有重要意义。由于智重装备物理结构与控制系统间复杂的耦合关系，传统先结构设计再控制设计的串行顺序优化设计方法难以获得全局最优值。为此，本文提出一种结构与控制并行的多学科一体化优化设计方法来获取最优匹配的结构与控制参数。对智重装备的结构与控制一体化优化现状做出归纳总结。分别利用KKT条件与极小值
【基金项目】
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国家自然科学基金（52075068）； 国家重点研发计划（2018YFB1700704）资助项目；
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智能化重大装备（以下简称“智重装备”）的设计与优化是装备全生命周期中的重要环节，对于装备质量与系统性能提升具有重要意义。由于智重装备物理结构与控制系统间复杂的耦合关系，传统先结构设计再控制设计的串行顺序优化设计方法难以获得全局最优值。为此，本文提出一种结构与控制并行的多学科一体化优化设计方法来获取最优匹配的结构与控制参数。对智重装备的结构与控制一体化优化现状做出归纳总结。分别利用KKT条件与极小值原理证明了传统串行优化的不足以及多学科并行一体化设计方法的最优性，并给出常用的模型求解方法。以无人矿用挖掘机与无人堆取料机为对象，给出了结构与控制一体化优化方法在智重装备设计中具体应用方式。计算结果表明，提出的一体化优化方法比传统串行优化方法具有明显的优势，能够进一步提升智重装备的关键性能。
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