水下能量收集风筝系统的 plant 与控制器联合优化

本文给出一种考虑控制意识的能量收集水下风筝几何与结构联合设计优化公式及结果。由于基于风筝的能量收集系统（包括空中与水下）在闭环飞行控制、几何设计与结构设计之间存在强耦合，在单一协同设计框架内统筹这三方面设计极为必要。然而，尽管已有文献一次探讨其中一至两个属性，本工作首次全面致力于同时处理三者。特别地，聚焦于功率最大化与质量最小化目标，我们提出一种融合几何优化工具、结构优化工具与闭环飞行效率图的协同设计公式。所得集成协同设计工具用于求解两种存在细微差异的数学优化公式：帕累托最优公式，以及以加权功率质量比为技术经济指标的双重目标公式。基于所得几何与结构设计，利用中保真闭环仿真工具，所提公式的功率质量比达到已发表未优化基准设计的三倍以上。