بهینه سازی طراحی فضاپیما با استفاده از مدل جایگزین زیرسامانه مخابرات به روش حداقل مربعات متحرک

بهینه سازی طراحی مفهومی سامانه های فضایی فرایندی پیچیده و چندموضوعی است بگونه ای که جستجوی فضای طراحی جهت ارزیابی توابع هدف بطور چشمگیری به اجرای تکرارپذیر مدلهای شبیه سازی و کدهای تحلیلی مربوط به زیرسامانه های مختلف (نظیر سازه، محموله، تامین انرژی، تعیین و کنترل وضعیت، مخابرات، مدیریت داده و فرمان) وابسته است. بکارگیری روشهای متداول طراحی برای چنین مسئله پیچیده ای بسیار زمانبر بوده و هیچ تضمینی وجود ندارد که راه حل بدست آمده برای زیرسامانه-های کوپل شده بهترین باشد و حتی ممکن است به طرح های غیر بهینه منجر شود. علاوه بر این، فضای جستجوی طراحی می تواند چند وجهی، غیر محدب با چندین نقطه بهینه محلی باشد که این موضوع سبب افزایش هزینه محاسباتی و نیز دشواری ارزیابی سریع گزینه های مختلف طراحی می گردد. برای پرداختن به این موضوعات، در این مقاله روشی کارآمد مبتنی بر مدل جایگزین (سطح پاسخ) جهت بهینه سازی چندموضوعی طراحی مفهومی یک فضاپیما با احتساب متغیرهای طراحی گسسته و پیوسته ارائه گردیده است. روش مذکور بر پایه بکارگیری الگوریتم ژنتیک در سطح سامانه و زیرسامانه بعنوان بهینه ساز و مدل جایگزین بعنوان ابزاری موثر در کاهش هزینه محاسباتی در سطح زیرسامانه، در چارچوب بهینه سازی مشارکتی بنا گردیده است. نتایج به دست آمده از این مطالعه نشان می دهد که روش معرفی شده در این مقاله یک راه موثر جهت بهبود بهره وری محاسباتی بهینه سازی طراحی مفهومی سامانه های پیچیده نظیر طراحی یک فضاپیما می باشد.