《衛星艙設備分配與布置集成的總體布局最佳化方法》是依託大連理工大學,由仲崇權擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：衛星艙設備分配與布置集成的總體布局最佳化方法
- 依託單位：大連理工大學
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：仲崇權
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
我國太空飛行器發展戰略重視原始創新和總體最佳化，其中多艙段(或多支撐面)太空飛行器艙的設備(簡稱組件)總體布局最佳化問題提到日程。它是研究如何將組件集合中組件分配到各單艙段(組件分配)和組件在單艙段布置(組件布置)，以及二者集成的總體布局最佳化問題。難點一是該問題屬於系統布局最佳化，為此從系統建模角度，建立該總體布局最佳化並行協同進化框架和多層系統模型統領全局。難點二是組件分配與布置二者間存在循環相互依存耦合關係，實質是互為對方泛函問題。組件分配優劣需用總體布局系統評價，為此用粗粒度總體布局最佳化模型快速給出其評價依據並附總體布局結果，然後用細粒度模型再總體最佳化，並給出粗、細粒度二者模型協同的協調機制。難點三是要面向套用，為此進一步仿衛星工程師設計模式給出具針對性知識融合方法，基於衛星艙總體布局仿真平台再最後最佳化。以衛星為例給出設備分配與布置集成總體布局最佳化理論與方法，為一類太空飛行器艙總體布局最佳化提供技術支持。
結題摘要
過去多艙段衛星艙設備（組件）布局最佳化，一般先給定組件分配方案再進行組件布局，最佳化中該組件分配方案不再改變，即多艙段組件不能跨艙段遷移或互換，這嚴重限制了衛星艙組件布局設計水平進一步提高。本項目以多艙段衛星艙組件布局設計為背景，研究帶動力學質量特性約束的衛星艙組件分配與布置總體布局最佳化理論與方法，取得如下研究成果：（1）為了解決可變組件分配問題，給出組件分配與組件布置集成最佳化模型和若干組件分配及其與組件布置集成最佳化方法，解決了組件分配與組件布置的集成最佳化問題，並在典型多艙段衛星艙布局案例上得到驗證。（2）針對多艙段衛星艙組件布局最佳化的設計變數多、約束複雜求解困難問題，給出了若干高效的進化算法，提高了衛星艙組件布局最佳化求解的效率和精度，並用標準函式測試集和典型布局算例進行了驗證。（3）為了充分發揮人智在算法中的作用，給出了人機結合的進化算法，發揮了人智、計算知識和先驗知識的融合作用，進一步提高了算法的求解能力。（4）在前期開發的系統原型上增加本項目組件分配和雙系統合作式協同進化算法模組，完成了支持多艙段太空飛行器艙設備布局設計原型系統。本項目研究成果解決了多艙段衛星艙組件分配與布置的集成最佳化難題，並套用到某大型太空飛行器布局設計中。有助於促進多艙段太空飛行器艙複雜布局設計理論及套用研究突破性進展，可為一類太空飛行器總體布局最佳化設計提供理論依據和技術支持，也希望為其它類似裝備艙總體布局最佳化提供參考或支持，具有重要理論意義和套用價值。 發表學術論文被SCI檢索6篇，被EI檢索10篇，成功申請發明專利2項，成功申請軟體著作權登記4項。
