簡(jiǎn)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(jì)是衛(wèi)星總體設(shè)計(jì)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(guó)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(jì)研究至今已有20余年歷史，已取得可喜的進(jìn)展，但是過(guò)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(wèn)題研究，缺乏組件分配問(wèn)題的討論。該組件分配方式一般是在初始化時(shí)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(jìn)行組件布局優(yōu)化。這種初始化時(shí)一次性給定組件分配方案，在后續(xù)布局

2、優(yōu)化迭代過(guò)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(guò)程中組件又無(wú)法進(jìn)行動(dòng)態(tài)重新分配，這將致使布局優(yōu)化質(zhì)量的提高受到嚴(yán)重限制，甚至使布局優(yōu)化方案設(shè)計(jì)指標(biāo)達(dá)不到許用值要求。
　　近年來(lái)，隨著多艙段（或多支承板基面）衛(wèi)星艙設(shè)計(jì)的技術(shù)指標(biāo)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(jì)中，考慮如何有效地求解多艙段衛(wèi)星艙布局優(yōu)化問(wèn)題的組件分配問(wèn)題已被提上日程。為此，本

3、文以簡(jiǎn)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(wèn)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(jìn)粒子群混合算法(TS/APSO)。本文采用禁忌算法(TS)實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)組件分配，采用改進(jìn)粒子群算法(APSO)實(shí)現(xiàn)組件布局，進(jìn)而將二者結(jié)合。本文的工作主要包括以下三個(gè)方面:
　　(1)提出一種動(dòng)態(tài)組件分配方式。在布局優(yōu)化迭代過(guò)程中，采用改進(jìn)的禁忌算法(TS)實(shí)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(shí)現(xiàn)組件分配，采用改進(jìn)粒子群算法(APSO)實(shí)現(xiàn)組件布局，以及對(duì)動(dòng)態(tài)組件分配方案的優(yōu)劣評(píng)價(jià)，進(jìn)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(jìn)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(jì)算效率。在集成優(yōu)化方法中，由于組件的動(dòng)態(tài)分配方案優(yōu)劣需用其布局優(yōu)化結(jié)果評(píng)價(jià)，故需反復(fù)進(jìn)行組件布

5、局，計(jì)算量大。為減少計(jì)算耗時(shí)，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(jī)，減小鄰域方案?jìng)€(gè)數(shù)，減小分配方案評(píng)價(jià)次數(shù)，進(jìn)而減小計(jì)算耗時(shí)。
　　經(jīng)簡(jiǎn)化衛(wèi)星返回艙組件分配與布局集成優(yōu)化設(shè)計(jì)案例數(shù)值仿真實(shí)驗(yàn)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(jì)算耗時(shí)，提高了算法計(jì)算效率。
　　本文課題以簡(jiǎn)化衛(wèi)星返回艙組件布局優(yōu)化