[发明专利]基于粒子群的航空发动机高压涡轮盘优化设计系统及方法

摘要

本发明提供一种基于粒子群的航空发动机高压涡轮盘优化设计系统及方法，涉及航空发动机设计技术领域。该系统包括航空发动机高压涡轮盘优化任务定义模块、初始粒子群/档案及网格生成模块、基于网格邻域的全局最优选择模块、粒子更新模块、档案更新模块和基于网格邻域的档案规模控制模块，首先利用档案在网格内的有效体积提高网格拥挤指标精度；然后利用网格邻域信息，在有限区域内进行粒子拥挤距离计算，为选择全局最优及删除档案粒子提供高可信度操作对象，得到的最终档案即为多目标优化结果。本发明在对航空发动机高压涡轮盘进行多目标优化设计时，从提高粒子群算法全局最优及档案非劣粒子删除的准确性入手，提供高质量的多目标优化结果。

主权项

1.一种基于粒子群的航空发动机高压涡轮盘优化设计系统，其特征在于，该系统包括航空发动机高压涡轮盘粒子群初始化模块、粒子群更新模块和档案维护模块；得到的最终档案即为多目标优化结果；所述航空发动机高压涡轮盘粒子群初始化模块包括航空发动机高压涡轮盘优化任务定义模块和初始粒子群、档案及网格生成模块；所述粒子群更新模块包括基于网格邻域的全局最优选择模块和粒子更新模块；所述档案维护模块包括档案更新模块和基于网格邻域的档案规模控制模块；所述航空发动机高压涡轮盘优化任务定义模块用于根据设计目标，定义优化的目标变量及设计变量信息，通过试验设计生成样本，基于样本建立适应度函数；所述初始粒子群、档案及网格生成模块用于为初始粒子群各粒子生成设计变量、目标变量及个体最优，进而为初始粒子群生成具有非支配关系的档案，并为此档案生成均匀分布的网格；所述基于网格邻域的全局最优选择模块用于根据档案粒子在网格内的分布情况，初步定位全局最优所在的网格，并根据网格的邻域信息在网格内选择拥挤度最低的粒子；所述粒子更新模块用于更新各粒子的速度及位置，并根据各粒子的当前目标值和各粒子的个体历史最优值之间的支配关系，更新个体最优信息；所述档案更新模块用于把当代粒子群的非劣解集加入档案，并删除档案中被支配的解；所述基于网格邻域的档案规模控制模块用于从档案中逐个删除拥挤度最高的粒子，保持档案不超过预设档案规模。