一种改进的多学科协同优化算法及其应用-论文.pdf

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1、Vot．34No．7舰船电子工程总第241期60ShipElectronicEngineering2014年第7期一种改进的多学科协同优化算法及其应用许辉(中国舰船研究设计中心武汉430064)摘要多学科优化设计(M【)())是当前复杂系统工程设计中研究最活跃的领域。分析了传统多学科协同优化算法解决实际复杂MIX)问题计算困难的原因，提出了一种符合工程实际的改进的协同优化算法(NCO)。NCO通过改变协同优化系统级表达形式解决传统协同优化计算成本大、收敛困难等缺陷。通过两个经典MIX)测试算例与Alexand

2、rov提出的改进松弛协同优化比较，优化结果表明，NCO能有效提高收敛速率，保证收敛结果的稳定性和可靠性，能更好地满足复杂系统工程优化需要。关键词协同优化；系统级；计算效率；稳定性中图分类号TH12；U662DOI：10．3969／j．issn1672—9730．2014．07．015AnImprovedCollaborativeOptimizationAlgorithmXUHui(ChinaShipDevelopmentandDesignCenter，Wuhan430064)AbstractMIX)(mult

3、idisciplinarydesignoptimization)isthemostactiveresearchareasinthecurrentcomplexsystemengineering．Reasonsofthedefectsoftraditionalcollaborativeoptimizationtosolvethecomplexmultidisciplinarywereann—lyzedandanewcollaborativeoptimizationwasproposed．Bychangingth

4、eformsofexpressionintraditionalcollaborativeop—timization，computationallyexpensiveandconvergencedifficultiescanberesolved．TwoclassicexampleswereadoptedtOtestthenewcollaborativeoptimization．Resultsshowsthatthenewcollaborativeoptimizationcaneffectivelyimprove

5、therateofconvergence，thestabilityandreliabilityoftheoptimizationresults．Meanwhile，thepresentedmethodisbettertomeettheneedsofthecomplexsystemengineering．KeyWordscollaborativeoptimization，system-level，computationalefficiency，robustnessClassNumberTH12；U662现出诸如

6、多学科可行方向法(Multidisciplinary1引言FeasibleMethod，MDF)、并行子空间优化算法一个复杂工程系统往往涉及多个专业领域，存(ConcurrentSubspaceOptimization，CSSO)、协同在很多设计变量及约束条件，各学科间相互影响或优化算法(CollaborateOptimization，CO)、两级集耦合。传统的串行设计方式由于忽视学科间的关成系统综合(Bi-LevelIntegratedSystemSynthe—联性，通常只能获得设计的局部最优解。上世纪八s

7、is，BLISS)等优化框架。其中1994年Kroo等]十年代，多学科设计优化(MultidisciplinaryDesign人提出的协同优化算法由于具有良好的学科自治Optimization，MDO)兴起于航空航天领域，以So—性和并行处理能力，一直被认为是多学科优化中最bieski和Kroo为代表的科学家在这方面做了一些具前途的优化算法。开创性的工作[1叫]。MDO是一种通过充分探索和传统协同优化算法中系统级独特的一致性约利用工程系统中相互作用的协同机制来设计复杂束表达形式，导致系统级约束过多计算迭代次数

8、增产品及其子系统的方法论。随着MDO的发展，涌大，优化结果无法收敛等。针对这些缺陷，文献Es-1*收稿日期：2014年1月5日，修回日期：2014年2月22日基金项目：国防基础科研重点项目(编号：A0820110001)资助。作者简介：许辉，女，工程师，研究方向：舰船总体优化等。2014年第7期舰船电子工程提出了最优灵敏度方法，采用一阶近似方法增大了与分配的目标值的差距最小，经学科级优化后，将收敛的