طراحی بهینه و مقاوم مسیر پروازی طبقه ی فوقانی یک پرتابگر با دو روش بهینه سازی الگوریتم ژنتیک و ازدحام ذرات

در مسائل مهندسی از مهمترین پارامترهای تاثیرگذار در نتایج حاصله وجود عدم قطعیت ها و نامعینی ها است. در بسیاری از مسائل مهندسی نمی توان پیشبینی دقیقی از پارامترها و عوامل موثر بر آن داشت و در بهترین حالت تنها می توان تخمینی از آنها زده شود. در این مقاله، طبقه ی فوقانی یک پرتابگر خاص به عنوان یک مورد مطالعاتی انتخاب شده و از روش بهینه سازی مقاوم برای حل مسئله طراحی مسیر آن استفاده شده، تا مسیر نهایی نسبت به وجود نامعینی هایی در مقادیر واقعی نیروی تراست موتور و جرم در مرحله صعود، مقاوم باشد. لذا به منظور نیل به این هدف مسئله بهینه سازی با تابع معیار حداقل سازی مصرف سوخت با بکارگیری از معادلات حرکت سه درجه آزادی بعنوان معادلات حاکم بر مسئله درنظر گرفته شده است. در ادامه پارامترهای میانگین و انحراف استاندارد عدم قطعیت ها اضافه شده و مدل بهینه ساز مقاوم توسعه یافته است. به منظور ایجاد درک درستی از رفتار الگوریتم های بهینه سازی برای حل مسئله ی بهینه سازی در این مقاله از دو روش الگوریتم ژنتیک و الگوریتم ازدحام ذرات برای حل مسئله ی بهینه سازی بهره گرفته شده است. همچنین به منظور بررسی و تحلیل اثر عدم قطعیت ها در فرآیند محاسبات، روش مونت کارلو بکارگرفته شده است. نهایتا نیز نتایج شبیه سازی نشان می دهد که مسیر بهینه باعث شده تا خطای ارتفاع نزدیک به ۷۷ درصد و خطای سرعت مداری ۶۸ درصد و خطای زاویه ی مسیر نزدیک به ۹۰ درصد در حضور عدم قطعیت ها بهبود پیدا کند. نتایج شبیه سازی حاصله، صحت این ادعا را نشان می دهد.

کلیدواژه ها:

بهینه سازی ، نامعینی ، طبقه ی فوقانی پرتابگر ، طراحی مقاوم مسیر