[发明专利]基于平均梯度值和改进多目标粒子群优化的鲁棒优化方法

摘要

本发明涉及一种基于平均梯度值和改进多目标粒子群优化的鲁棒优化方法，包括以下步骤1）根据工程实际情况和优化目标确定待优化的工艺参数；2）根据工程实际情况确定待优化工艺参数的约束条件；3）建立优化目标与待优化工艺参数的目标函数模型；4）通过有限次试验获得优化目标与焊接工艺参数之间的离散关系；5）根据离散关系，计算目标函数；6）设定不确定域，利用不确定域样本点的平均梯度值，计算鲁棒性；7）将目标函数与鲁棒性作为两个优化子目标，进行双目标优化求解。本发明方法将鲁棒性的评价与原目标函数的计算同时作为两个优化的子目标，使设计者能根据实际需要在性能指标和不确定域产生的变化幅度之间选择合理的折衷解。

主权项

一种基于平均梯度值和改进多目标粒子群优化的鲁棒优化方法，其特征在于，包括以下步骤：1)在火星探测轨道的设计中，根据实际情况,首先确定发射窗口和转移时长，并可得到日心转移轨道，接下来进一步计算地球逃逸轨道和火星捕获轨道，最后将得到的三段轨道拼接起来，即可得到初始轨道；根据获得的初始轨道确定地火初轨设计问题的优化模型和优化模型中待优化的工艺参数；所述根据获得的初始轨道确定地火初轨设计问题的优化模型具体如下：设在地心赤道惯性坐标系中，逃逸轨道的近地点高度为rep，近地点速度大小为vep，轨道倾角为ie，近地点角距为ωe，升交点赤经为Ωe；在火心赤道惯性坐标系中，捕获轨道的近火点高度为rmp、近火点速度大小为vmp，轨道倾角为im，近火点角距为ωm，升交点赤经为Ωm；则根据上面10个变量，计算出探测器分别在近地点、近火点的位置和速度，再给定发射时刻t1和到达时刻t2，可以确定逃逸轨道和捕获轨道参数，通过进一步的计算，得到近地点加速大小和近火点制动大小，两者之和即可反映所需消耗的燃料；故地火初轨设计问题的优化模型如下minf(x)x＝[rep,vep,ie,ωe,Ωe,t1,rmp,vmp,im,ωm,Ωm,t2]其中，ie、rep、im和rmp根据运载和探测的科学目标确定，参数vep,ωe,Ωe,rmp,vmp,ωm,Ωm根据工程约束来给定范围，待优化的参数为t1、t2，t1、t2根据工程要求给定范围；2)根据工程实际情况确定待优化工艺参数的约束条件；3)建立优化目标与待优化工艺参数的目标函数模型；4)通过有限次试验获得优化目标与焊接工艺参数之间的离散关系；并根据目标函数模型与工艺参数之间的离散关系，计算目标函数；5)设定不确定域，利用不确定域样本的平均梯度值，计算鲁棒性；6)将目标函数与鲁棒性作为两个优化子目标，进行双目标优化求解。