[發(fā)明專利]一種基于正態(tài)云模型的小衛(wèi)星成本優(yōu)化設(shè)計方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110176737.5
• 申請日: 2011-06-28
• 公開（公告）號: CN102222266A
• 公開（公告）日: 2011-10-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 孫兆偉;陳長春;葉東;仲惟超;鄧泓;邢雷;王峰;陳雪芹
• 申請（專利權(quán)）人: 哈爾濱工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: G06N3/00
• 分類號: G06N3/00
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標(biāo)事務(wù)所 23109
• 代理人: 劉同恩

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種小衛(wèi)星成本優(yōu)化方法，具體涉及一種基于正態(tài)云模型來構(gòu)造的粒子群優(yōu)化算法來優(yōu)化衛(wèi)星的成本。

背景技術(shù)

小衛(wèi)星普遍應(yīng)用在通信、遙感、導(dǎo)航和空間科學(xué)領(lǐng)域，衛(wèi)星設(shè)計是一個多學(xué)科耦合的、復(fù)雜的設(shè)計過程，在設(shè)計過程中，對設(shè)計參數(shù)的變化比較敏感，在衛(wèi)星的設(shè)計優(yōu)化問題中，主要面臨如下的困難：1、設(shè)計優(yōu)化問題既包含連續(xù)優(yōu)化變量，又包含離散優(yōu)化變量，是一個包含連續(xù)變量和離散變量的混合變量優(yōu)化問題，傳統(tǒng)的基于梯度信息的優(yōu)化方法求解效率低，不易于得到全局最優(yōu)解；2、衛(wèi)星設(shè)計優(yōu)化問題涉及多個學(xué)科，學(xué)科間有較強的耦合性，傳統(tǒng)的優(yōu)化算法難于處理衛(wèi)星設(shè)計優(yōu)化問題的耦合性，算法的收斂性難于保證；3、由于衛(wèi)星設(shè)計優(yōu)化問題的復(fù)雜性，導(dǎo)致設(shè)計誤差隨著優(yōu)化的進(jìn)行不斷累積，影響了優(yōu)化結(jié)果的精度和穩(wěn)定性。因此，不當(dāng)?shù)脑O(shè)計增加了衛(wèi)星設(shè)計的成本，降低了設(shè)計效率，甚至有任務(wù)失敗的風(fēng)險。為了在詳細(xì)設(shè)計階段更好的滿足設(shè)計的需求，提高設(shè)計的針對性、計劃性和效率，有必要設(shè)計一個高效的優(yōu)化算法對衛(wèi)星的成本進(jìn)行優(yōu)化計算。傳統(tǒng)的衛(wèi)星成本優(yōu)化算法采用的是基于梯度信息的優(yōu)化算法，該算法的優(yōu)點是算法收斂的方向可以控制，其缺點是對函數(shù)的連續(xù)性要求高，收斂慢、穩(wěn)定性得不到保證，易陷入局部的最優(yōu)點，且計算效率低。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有衛(wèi)星成本優(yōu)化方法采用基于梯度信息的優(yōu)化算法，該算法對函數(shù)的連續(xù)性要求高，收斂慢、穩(wěn)定性得不到保證，易陷入局部的最優(yōu)點，計算效率低的問題，提供一種基于正態(tài)云模型的小衛(wèi)星成本優(yōu)化設(shè)計方法。

本發(fā)明的一種基于正態(tài)云模型的小衛(wèi)星成本優(yōu)化設(shè)計方法是通過以下步驟實現(xiàn)的：

步驟一、建立小衛(wèi)星成本C優(yōu)化模型：小衛(wèi)星成本C包括衛(wèi)星系統(tǒng)的成本C_s、地面系統(tǒng)成本C_g和發(fā)射成本C_f，用C＝C_s+C_g+C_f來計算；

步驟二、設(shè)定小衛(wèi)星成本C的優(yōu)化設(shè)計變量：小衛(wèi)星成本C的優(yōu)化設(shè)計變量共包含七個優(yōu)化設(shè)計變量，分別是電荷耦合器件相機焦距、軌道高度、圓柱體形狀衛(wèi)星的底面半徑、衛(wèi)星高度、太陽電池的類型、蓄電池的類型和任務(wù)周期；

步驟三、對步驟一中的七個優(yōu)化設(shè)計變量進(jìn)行初始化賦值：每個粒子用pⁱ表示，粒子群規(guī)模選為30個，隨機生成每個粒子pⁱ的初始位置?和初始速度?其中?x0i=(x0i1,x0i2,x0i3,x0i4,x0i5,x0i6,x0i7),]]>式中?和?分別表示電荷耦合器件相機焦距、軌道高度、圓柱體形狀衛(wèi)星的底面半徑、衛(wèi)星高度、太陽電池的類型、蓄電池的類型和任務(wù)周期的初始值，其中v0i=(v0i1,v0i2,v0i3,v0i4,v0i5,v0i6,v0i7),]]>式中?和?分別表示?和?對應(yīng)的速度初始值，