[发明专利]一种基于代理模型的卫星星座系统多学科设计优化方法

权利要求书

1.一种基于代理模型的卫星星座系统多学科设计优化方法，其特征在于：包括如下步骤，

步骤A：确定卫星星座系统优化设计问题初始条件；

步骤B：建立卫星星座轨道学科分析模型；

步骤C：建立卫星星座对地覆盖学科分析模型；

步骤D：建立卫星星座质量学科分析模型；

步骤E：建立卫星有效载荷学科分析模型；

步骤F：建立卫星供配电学科模型；

步骤G：建立卫星热控学科模型；

步骤H：建立卫星结构学科模型；

步骤I：采用基于支持向量机的序列径向基函数与离散-连续变量采样方法SRBF-SVM-DC，以卫星星座系统质量最小为优化目标，对星座系统参数进行优化，通过对星座系统参数优化实现下述目的，在同时满足星座构型设计、卫星子系统设计要求下，实现卫星星座系统质量尽可能小，并降低卫星星座系统计算成本和设计成本、提高优化结果的最优性；

步骤J：判断分析模型调用次数是否达到最大值；若未达到，则返回步骤I继续优化流程；反之，则优化流程终止，输出当前最优解作为卫星星座系统设计方案。

2.如权利要求1所述的一种基于代理模型的卫星星座系统多学科设计优化方法，其特征在于：步骤A实现方法如下，

步骤A-1：确定卫星星座系统重点分析学科，包括星座轨道学科、星座对地覆盖学科、星座质量学科、卫星有效载荷学科、卫星供配电学科、卫星热控学科、卫星结构学科；其他学科包括卫星高度控制学科、卫星通信学科参考已有卫星进行设计；将轨道高度h、轨道倾角i、升交点赤经Ω₀、有效载荷像元尺寸D_P、有效载荷焦距f_P、太阳能电池阵面积A_s、电池标称容量C_s、散热片面积A_R、蜂窝芯材厚度T_H以及卫星结构板厚度T_P作为连续设计变量，将轨道面数量P、轨道面内卫星数量S作为离散设计变量，并确定各设计变量对应取值范围；在此基础上，以卫星星座系统总质量为目标函数，考虑对地覆盖率C_R、有效载荷地面像元分辨率R_p、有效载荷信噪比SNR、放电深度DOD、剩余功率g_w、卫星内部温度T₀、整星X轴一阶弯曲频率f_X及整星Y轴一阶弯曲频率f_Y等约束条件，建立卫星星座系统优化设计问题数学模型如式(1)所示；

其中，m_payload、m_power、m_thermal和m_structure分别为有效载荷、供配电、热控以及结构子系统的质量预算，m_other为卫星固定系统质量预算；

步骤A-2：确定基于支持向量机的序列径向基函数RBF优化策略参数，包括初始样本点数量、每次迭代新增样本点数量以及模型最大调用次数；所述初始样本点数量、每次迭代新增样本点数量以及模型最大调用次数即确定卫星星座系统优化设计问题初始条件。