發(fā)布時間：2021-04-27 18:16

　　隨著火箭推進技術的發(fā)展以及航天任務日趨復雜,航天器艙段和有效載荷數(shù)量增多,導致航天器總體方案設計難度增加。航天器艙內儀器、設備（組件）布局問題是航天器總體設計的重要組成部分,直接影響航天器的動力學性能、控制性能、使用壽命,甚至關系到航天任務的成敗。本文研究航天器多艙段組件分配與布局優(yōu)化設計問題。過去航天器多艙段一般在給定不可變組件分配方案下進行組件布局設計,不討論組件在各艙段分配問題,因此限制了組件在各艙段的分配機會。如果各艙段的組件質量、體積等分配不合理,難以通過后續(xù)的組件布局設計進行改善,甚至無法達到技術指標要求。為了避免這種情況,應對組件在航天器多艙段的分配進行優(yōu)化,組件分配方案需用組件布局進行評價。因此需要研究航天器多艙段組件分配與布局集成優(yōu)化問題,以進一步提高這類多艙段航天器組件布局設計水平。本文建立航天器多艙段組件分配與布局優(yōu)化數(shù)學模型,以質量特性作為主要優(yōu)化目標,約束條件包括幾何不干涉性、熱干涉及電磁兼容,以及安裝維護要求等,并給出它們的計算方法。主要研究內容和創(chuàng)新性工作如下。（1）針對具有2個支承面的返回式衛(wèi)星回收艙組件布局問題,建立了以改進質量特性、空間利用率和再入穩(wěn)... 

【文章來源】：大連理工大學遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：133 頁

【學位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
主要符號表
1 緒論
    1.1 研究背景與意義
        1.1.1 研究背景
        1.1.2 研究意義
    1.2 國內外相關工作研究進展
        1.2.1 航天器艙組件布局
        1.2.2 航天器艙組件分配
        1.2.3 存在的問題
    1.3 主要研究內容和組織結構
2 航天器多艙段組件分配與布局優(yōu)化模型
    2.1 組件分配與布局優(yōu)化問題概述
    2.2 組件分配與布局優(yōu)化數(shù)學模型
        2.2.1 空間坐標系
        2.2.2 組件模型
        2.2.3 設計變量
        2.2.4 性能指標
        2.2.5 約束條件
        2.2.6 優(yōu)化模型
    2.3 本章小結
3 禁忌搜索與差分進化算法的衛(wèi)星回收艙組件布局
    3.1 返回式衛(wèi)星回收艙組件分配與布局優(yōu)化問題模型
        3.1.1 問題概述
        3.1.2 數(shù)學模型
    3.2 組件分配和布局的啟發(fā)式規(guī)則
    3.3 基于啟發(fā)式規(guī)則的組件分配方法
        3.3.1 初始化組件分配
        3.3.2 組件再分配
        3.3.3 基于禁忌搜索的組件再分配實現(xiàn)
    3.4 組件布局優(yōu)化
    3.5 組件分配與布局集成優(yōu)化
    3.6 返回式衛(wèi)星回收艙案例計算
        3.6.1 已知條件
        3.6.2 計算結果及討論
    3.7 本章小結
4 擬逐步回歸優(yōu)化方法的通信衛(wèi)星艙組件布局
    4.1 國際通信衛(wèi)星艙組件分配與布局優(yōu)化問題模型
        4.1.1 問題概述
        4.1.2 數(shù)學模型
    4.2 擬逐步回歸的組件分配與布局集成優(yōu)化方法
        4.2.1 擬逐步回歸方法概述
        4.2.2 國際通信衛(wèi)星艙組件分配與布局優(yōu)化問題分析
        4.2.3 組件分配方法
        4.2.4 組件布局方法
        4.2.5 擬逐步回歸的組件分配與布局集成優(yōu)化
    4.3 國際通信衛(wèi)星艙案例計算
        4.3.1 案例說明
        4.3.2 算法設置
        4.3.3 計算結果與討論
    4.4 返回式衛(wèi)星回收艙案例計算
    4.5 本章小結
5 成組分配多目標優(yōu)化算法的空間燃料站組件布局
    5.1 空間燃料站組件總體布局優(yōu)化問題模型
        5.1.1 問題概述
        5.1.2 數(shù)學模型
    5.2 空間燃料站組件總體布局優(yōu)化分步求解方法
        5.2.1 功能艙貯箱優(yōu)化模型求解過程
        5.2.2 服務艙設備布局優(yōu)化模型求解過程
        5.2.3 多目標布局優(yōu)化求解過程
        5.2.4 總體布局優(yōu)化求解過程
    5.3 空間燃料站組件總體布局案例計算
        5.3.1 已知條件
        5.3.2 計算結果及討論
    5.4 本章小結
6 結論與展望
    6.1 結論
    6.2 創(chuàng)新點
    6.3 展望
參考文獻
攻讀博士學位期間科研項目及科研成果
致謝
作者簡介


【參考文獻】：
期刊論文
[1]我國航天領域軍民融合深度發(fā)展策略研究[J]. 李向陽.  西北工業(yè)大學學報(社會科學版). 2018(02)
[2]我國GEO航天器總體綜合優(yōu)化技術研究進展[J]. 陳余軍,王敏,劉波.  宇航總體技術. 2018(03)
[3]多約束飛機設備艙布局設計方法[J]. 解衛(wèi)華,韓曉建.  電光與控制. 2018(08)
[4]基于動力學響應的多組件系統(tǒng)布局優(yōu)化方法[J]. 曹旭康,汪文虎,蔣睿嵩,王楠.  計算力學學報. 2018(02)
[5]艙內功能及人機工效導向的載人潛水器工作艙布局設計方法[J]. 陳登凱,范昱,張帥,曲俊霖.  中國艦船研究. 2018(02)
[6]汽車發(fā)動機艙散熱組件布局仿真優(yōu)化[J]. 劉傳波,魯力,莫易敏,李鵬,楊宇.  汽車工程. 2018(03)
[7]國外航天軍民融合發(fā)展研究及對我國的啟示[J]. 董景龍.  中國航天. 2017(08)
[8]基于Wang-Landau抽樣的帶靜不平衡約束的簡化衛(wèi)星艙布局方法[J]. 劉景發(fā),黃娟,蔣宇聰,劉文杰,郝亮.  計算機科學. 2016(12)
[9]一種基于新的勢能曲面變平的衛(wèi)星艙布局問題的啟發(fā)式方法（英文）[J]. Jing-fa LIU,Juan HUANG,Gang LI,Wen-jie LIU,Ting-zhao GUAN,Liang HAO.  Frontiers of Information Technology & Electronic Engineering. 2016(10)
[10]Multi-objective layout optimization of a satellite module using the Wang-Landau sampling method with local search[J]. Jing-fa LIU,Liang HAO,Gang LI,Yu XUE,Zhao-xia LIU,Juan HUANG.  Frontiers of Information Technology & Electronic Engineering. 2016(06)

博士論文
[1]具有性能約束的三維布局優(yōu)化的理論及算法[D]. 鐵軍.大連理工大學 2007

碩士論文
[1]飛行器多艙段多組件結構系統(tǒng)布局優(yōu)化設計[D]. 郭文杰.西北工業(yè)大學 2017
[2]簡化衛(wèi)星返回艙組件分配與布局優(yōu)化方法[D]. 崔宗泰.大連理工大學 2015



本文編號：3163934