[发明专利]一种自主水下航行器的外形多保真度优化设计方法

摘要

本发明提供了一种自主水下航行器的外形多保真度优化设计方法，其特征在于，包括以下步骤：对自主水下航行器进行参数化三维建模，初始化参数空间，确定参数范围，其中参数的选择以自主水下航行器零升阻力最小为优化目标；利用最小预测方法进行局部探索，同时用信赖域方法来限制寻优的步长，这样可以在没有样本点处梯度信息的情况下对设计空间进行高效地探索和寻优。利用改进的信赖域模型管理方法对多保真度模型进行管理，并增加了全局搜索策略。

主权项

1.一种自主水下航行器的外形多保真度优化设计方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)对自主水下航行器进行参数化三维建模，初始化参数空间，确定参数范围，其中参数的选择以自主水下航行器零升阻力最小为优化目标；(2)在整个设计空间内采用优化拉丁超立方实验设计方法进行高、低保真度采样，并根据采样获得的样本点分别用来构建高、低保真度Kriging模型的初始代理模型；(3)采用高保真度和低保真度仿真方法，分别计算高、低保真度样本点的函数值fhigh(x)，flow(x)，利用样本点和其对应的函数值，构建高、低保真度Kriging代理模型；(4)选择桥函数类型，利用高、低保真度Kriging代理模型的差值构建桥函数代理模型fbridge(x)，通过高保真度Kriging代理模型和桥函数相结合得到多保真度代理模型f(x)，用该模型来表达目标函数：f(x)＝fbridge(x)+fhigh(x)(5)采用多起点方法在多保真度代理模型f(x)上进行代理模型寻优，找到多保真度代理模型的所有局部最优。(6)判断局部最优是否被充分探索；如果所有局部都被充分探索，则输出当前最优值，进行步骤(8)；如果局部没有被充分探索，则进行步骤(7)；(7)采用信赖域模型管理方法对局部进行探索，并将重新获取的样本点添入至步骤(2)中高低保真度样本点中。