● 摘要
卫星总体设计是一个需要综合多个学科的系统工程,各系统间存在复杂的耦合关系,为了更好地进行卫星总体设计优化的需要,同时伴随着多学科设计优化技术的出现与应用,本文在研究多学科设计优化技术的基础上,将多学科设计优化技术应用于卫星总体设计过程,有效地解决了各系统间耦合问题。 本文首先分析了国内外卫星总体参数优化的发展现状,确定以对地观测卫星总体设计为研究对象,建立了原始的优化问题,进而对多学科优化技术进行了深入研究。重点比较了协同优化方法和并行子空间优化方法的异同和优缺点,并将协同优化方法有效地与对地观测卫星总体设计过程相结合,形成了封闭的优化流程及准则,建立了多学科设计优化的系统级目标、优化参数、约束、分析模型以及优化模型。 本文以风云一号C星的基本参数为初始设计参考,编写了卫星系统级以及各分系统分析程序,并通过多学科设计优化平台iSIGHT实现卫星多学科设计优化,同时编写了协同优化算法以及遗传算法程序。研究结果表明所开发的优化系统相对优化平台iSIGHT操作更为简便、计算效率更高,实现了卫星多学科设计的优化功能。本文还开发了卫星多学科设计优化人机交互界面,添加了直观的视图可视化功能,使卫星多学科设计优化技术更为实用化。
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