簡化衛(wèi)星返回艙組件分配與布局優(yōu)化方法.pdf

1、衛(wèi)星艙設(shè)備布局設(shè)計是衛(wèi)星總體設(shè)計的重要組成部分，該布局方案的優(yōu)劣直接關(guān)系著衛(wèi)星的性能、壽命、成本乃至成敗。
　　國內(nèi)外關(guān)于航天器（含衛(wèi)星）艙設(shè)備布局優(yōu)化設(shè)計研究至今已有20余年歷史，已取得可喜的進展，但是過去關(guān)于衛(wèi)星艙設(shè)備（組件）布局優(yōu)化的研究著重于組件布局問題研究，缺乏組件分配問題的討論。該組件分配方式一般是在初始化時一次性將組件分配到衛(wèi)星艙各艙段或支承板基面，然后進行組件布局優(yōu)化。這種初始化時一次性給定組件分配方案，在后續(xù)布局

2、優(yōu)化迭代過程中不再改變的組件分配方式稱之為靜態(tài)組件分配。如果組件在不同艙段（或支承板基面）分配不合理，在后續(xù)布局優(yōu)化迭代過程中組件又無法進行動態(tài)重新分配，這將致使布局優(yōu)化質(zhì)量的提高受到嚴重限制，甚至使布局優(yōu)化方案設(shè)計指標達不到許用值要求。
　　近年來，隨著多艙段（或多支承板基面）衛(wèi)星艙設(shè)計的技術(shù)指標精度需求日益提高，因此在多艙段衛(wèi)星艙設(shè)備布局優(yōu)化設(shè)計中，考慮如何有效地求解多艙段衛(wèi)星艙布局優(yōu)化問題的組件分配問題已被提上日程。為此，本

3、文以簡化的返回式衛(wèi)星回收艙為研究背景，提出組件分配與布局集成優(yōu)化問題研究，提出一種組件分配與布局集成優(yōu)化方法——禁忌搜索/改進粒子群混合算法(TS/APSO)。本文采用禁忌算法(TS)實現(xiàn)動態(tài)組件分配，采用改進粒子群算法(APSO)實現(xiàn)組件布局，進而將二者結(jié)合。本文的工作主要包括以下三個方面:
　　(1)提出一種動態(tài)組件分配方式。在布局優(yōu)化迭代過程中，采用改進的禁忌算法(TS)實現(xiàn)組件在不同艙段（支承板基面）間的重新分配。

4、　　(2)提出一種組件分配和布局集成優(yōu)化方法。采用禁忌算法(TS)實現(xiàn)組件分配，采用改進粒子群算法(APSO)實現(xiàn)組件布局，以及對動態(tài)組件分配方案的優(yōu)劣評價，進而將二者結(jié)合，給出一種組件分配與布局集成優(yōu)化方法——禁忌搜索/改進粒子群混合算法(TS/APSO)。
　　(3)給出一種組件跨艙段遷移或互換方式，以提高組件分配與布局集成優(yōu)化方法計算效率。在集成優(yōu)化方法中，由于組件的動態(tài)分配方案優(yōu)劣需用其布局優(yōu)化結(jié)果評價，故需反復(fù)進行組件布

5、局，計算量大。為減少計算耗時，本文給出組件跨支承板基面（跨艙段）遷移或互換方式，使禁忌算法鄰域搜索具有一定的范圍，不再完全隨機，減小鄰域方案個數(shù)，減小分配方案評價次數(shù)，進而減小計算耗時。
　　經(jīng)簡化衛(wèi)星返回艙組件分配與布局集成優(yōu)化設(shè)計案例數(shù)值仿真實驗表明，本文組件分配與布局集成優(yōu)化算法提高了衛(wèi)星艙布局優(yōu)化精度;本文組件跨支承面遷移或互換方式，顯著地減小了計算耗時，提高了算法計算效率。
　　本文課題以簡化衛(wèi)星返回艙組件布局優(yōu)化