《基于matlab的現(xiàn)代優(yōu)化算法在飛行器氣動外形設(shè)計中的應(yīng)用》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。

1、第!"卷第#期宇航學(xué)報$%&’!"(%’#!))*年#月+%,-./&%0123-%./,3452+/.,/-6!))*!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!基于!"#$"%的現(xiàn)代優(yōu)化算法在飛行器氣動外形設(shè)計中的應(yīng)用張勇#，唐偉#，李為吉#，馬強!，張魯民!（#:西北工業(yè)大學(xué)，西安9#))9!；!:中國空氣動力研究與發(fā)展中心，綿陽;!#)))）摘要：本文發(fā)展了<1=>1?語言環(huán)境下的現(xiàn)代優(yōu)化算法，包括遺傳算法、模擬退火算法和基于分支聯(lián)賽選擇的多目標遺傳算法，并用來求解高超聲速飛行器氣動外形參數(shù)優(yōu)化

2、問題。所研究的氣動外形為帶控制舵飛行器和可變彎體飛行器。在<1=>1?環(huán)境下，求解了最大化升阻比的單目標優(yōu)化問題和具有兩個沖突目標（最小化鉸鏈力矩并且最大化平均操縱效率）的多目標優(yōu)化問題。實際算例表明，在快速有效的氣動力分析方法輔助之下，本文所發(fā)展的<1=>1?現(xiàn)代優(yōu)化算法可以在飛行器初始設(shè)計中發(fā)揮作用。本文所提供的現(xiàn)代優(yōu)化算法是對<1=>1?優(yōu)化工具箱的一個有益的擴展。關(guān)鍵詞：飛行器設(shè)計；氣動外形；現(xiàn)代優(yōu)化算法；<1=>1?語言中圖分類號：$"##文獻標識碼：1文章編號：#)))7#*!（@!))*）)#7)#)*7)"利用上述算法，本文求解了帶控制舵飛行器和&引言可變彎體飛行

3、器的優(yōu)化氣動外形問題。實際算例表為了完成既定任務(wù)使命，高超聲速飛行器必須明，在快速有效的氣動力分析方法輔助之下，本文所具有一定的機動性、穩(wěn)定性和操縱性。這類飛行器發(fā)展的<1=>1?現(xiàn)代優(yōu)化算法可以在飛行器初始設(shè)的氣動外形一般采用旋成體帶控制舵或者非對稱體計中發(fā)揮作用。形式。在進行氣動外形參數(shù)優(yōu)化設(shè)計時，除了要獲’基于!"#$"%語言發(fā)展的現(xiàn)代優(yōu)化算法得最大升阻比，還要保證較高的控制舵效率，以及較低的鉸鏈力矩。一般而言，飛行器氣動外形優(yōu)化往本文所提供的基于<1=>1?語言的現(xiàn)代優(yōu)化算往是復(fù)雜的單目標或多目標非線性優(yōu)化問題。法包括簡單遺傳算法、混合（模擬退火）遺傳算法，模在優(yōu)化工具方

4、面，傳統(tǒng)的<1=>1?優(yōu)化工具箱擬退火算法，以及采用基于分支聯(lián)賽選擇的多目標中求解非線性優(yōu)化問題的方法主要是擬牛頓法、序遺傳算法［!B8］。這些算法都是最大化無約束優(yōu)化問列二次規(guī)劃等，該算法對于解析問題非常有效，但是題的。只能獲得局部最優(yōu)解［#］。對于不具有解析形式、非簡單遺傳算法采用浮點數(shù)編碼，指數(shù)形式的適線性的工程優(yōu)化問題，依然采用<1=>1?優(yōu)化工具應(yīng)度定標方法，擇優(yōu)比例選擇算子，單點交叉，均勻箱來求解，就可能得不到滿意解。事實上，本文利用變異算子以及最優(yōu)保存策略。<1=>1?優(yōu)化工具箱提供的約束極小化（0A4.5%.）方混合（模擬退火）遺傳算法采用浮點數(shù)編碼，指法進行優(yōu)化

5、時，僅得到了可行解。為此，本文在參考數(shù)形式的適應(yīng)度定標方法，擇優(yōu)比例選擇算子，算術(shù)互聯(lián)網(wǎng)上公開資源的基礎(chǔ)上，發(fā)展了<1=>1?現(xiàn)代交叉算子，非均勻變異算子以及最優(yōu)保存策略。在優(yōu)化算法（遺傳算法、模擬退火算法和基于分支聯(lián)賽每一代進化完成后，在每一個個體的鄰域進行一次選擇的多目標遺傳算法）。這些算法都是現(xiàn)在比較擾動，并按照模擬退火中的

6、!7#)7#*?；痦椖浚簢易匀豢茖W(xué)基金資助項目（批準號#))9!)9"）;PS宇航學(xué)報第

7、行器和可變彎體飛行基于分支聯(lián)賽選擇的多目標遺傳算法能夠給出器。錐體氣動力根據(jù)廣義內(nèi)伏牛頓流理論計算，舵具有兩個沖突目標的多目標優(yōu)化問題的近似非劣解面氣動力按修正的牛頓流理論計算，總的氣動力按集，和傳統(tǒng)的求解多目標問題非劣解集的加權(quán)系數(shù)線性疊加［G，H］。這種方法具有快速有效的特點，能法和約束法等相比，能夠在一次運行中，獲得近似非夠滿足工程設(shè)計的一般需要。而且采用這種氣動力劣解集，因而具有相當大的優(yōu)勢。不同于單目標遺估算方法可以彌補遺傳算法計算量大的不足。原來傳算法，多目標遺傳算法