تدوین چارچوبهای بهینه سازی طراحی چند موضوعی و ارزیابی عملکرد آنها به کمک توابع تست برای کاربرد درطراحی سامانه های هوافضایی

در این مقاله ابتدا به بررسی کاربرد های مختلف بهینه سازی طراحی چندموضوعی در علوم مهندسی مختلف و به خصوص اهمیت این موضوع درمهندسی هوافضا درسال های اخیر پرداخته شده است و سپس با معرفی تعدادی از توابع تست استاندارد به همراه ویژگی های خاص هر کدام از توابع با نمایش فرمولاسیون آنها، به طرح مسئله پیچیده سیستم پرداخته می گردد. در سامانه های هوافضایی با استفاده از بهینهسازی طراحی چند موضوعی ، میتوان عوامل مختلفی مانند کارایی، وزن، ابعاد، هزینه و سایر متغیرهای مرتبط را در نظر گرفته و بهترین ترکیب ممکن را برای سامانه خود انتخاب کرد. این روش باعث بهبود کارایی، کاهش هزینه و افزایش کارایی سامانه های هوافضایی میشود. با بررسی انواع روش های موجود بهینه سازی طراحی چندموضوعی و دسته بندی آنها و تشریح مزایا و معایب هر کدام از این روشها با انتخاب روشهای تک سطحی به حل مسئله پرداخته شده است.همچنین برای حل این مسئله دو چارچوب از روش های تک سطحی۱ MDO شامل AAO و IDF انتخاب گردیده اند که در این مقاله تدوین وتشریح شده است. با ارایه مدلسازی زیر سیستم ها و مشخص نمودن نحوه حضور توابع تست و تعیین ورودی و خروجی در هر کدام از زیر سیستم ها ،در ادامه با پیاده سازی الگوریتم های تدوین شده به مقایسه و ارزیابی عملکرد آنها پرداخته میشود. و براساس نتایج استخراج شده از روش الگوریتم ژنتیک و برنامه ریزی درجه دوم متوالی و مقایسه و ارزیابی عملکرد دو چارچوب IDF وAAO بر اساس معیار هایی ازجمله تعداد فراخوانی تابع هزینه،مقادیر تابع هزینه و حضور بهینه سازهای داخلی مشخص گردیدکه تدوین چارچوب IDF نیاز به تعداد متغیر بهینه سازی سطح سیستم کمتری دارد اما در چارچوب AAO مدت زمان کمتری نسبت به روشAAO برای اجرا و همگرایی نیاز است.

کلیدواژه ها:

بهینه سازی طراحی چندموضوعی ، توابع تست ، ارزیابی عملکرد ، چارچوب های بهینه سازی ، الگوریتم ژنتیک