题目：卫星概念设计中的多学科优化设计

卫星总体设计是一个多学科相互间协调和协作的复杂系统工程。卫星的初期概念设计在总体设计过程中非常重要，很大程度上决定着未来设计过程的进度和总成本。而传统设计方法存在许多问题，新出现的设计方法提供了卫星设计系统级上的考量和优化。集成并行工程（ICE）能够提供一个协作的工作环境和数据交换平台。多学科优化设计（MDO）为卫星概念设计阶段进行方案选择评估和优化设计提供可能，是并行工程的一个重要组成部分。本文将卫星设计问题转化为一个多目标加权的单目标优化问题，并用优化算法进行优化设计寻优，以《航天任务设计分析》（SMAD）书中的火灾卫星为实例，对卫星的载荷、电源、结构等八个子系统及发射系统、成本、可靠性进行建模分析。采用设计结构矩阵（DSM）方法简化了卫星成本计算流程图，并进行各子系统的连接测试。而后建立了单目标优化问题，其设计变量有12 个，目标函数是性能成本比。最后在iSIGHT®中进行多学科优化，采用试验设计（DOE）分析各设计变量对目标的影响，而后用遗传算法（GA）进行优化设计。在本文设计要求下，用此估算模型计算，与原书设计比较，优化后的性价比提高近一倍。