یک چارچوب جدید طراحی بهینه چند موضوعی مقاوم در طراحی مفهومی یک وسیله زیر سطحی خود گردان

در فرآیند طراحی یک وسیله زیر سطحی به مدل سازی ریاضی زیر سیستم ها/موضوعات درگیر مانند هدایت وکنترل، محموله، هیدرودینامیک، پیشرانش، سازه، طراحی مسیر و عملکرد و روابط متقابل آنها نیاز است. در فازهای ابتدایی طراحی این وسیله همواره متغیرهای طراحی و پارامترهای سیستم با درجه بالایی از عدم قطعیت روبرو هستند. این عدم قطعیت ها باعث چالش در فرآیند طراحی شده و عملکرد وسیله را تحت تاثیر مستقیم قرار می دهند. روشهای طراحی بهینه چند موضوعی رهیافتی جهت طراحی بهینه و امکانپذیر و روشهای طراحی مقاوم رویکردی جهت طراحی غیر حساس نسبت به تغییرات متغییرهای طراحی هستند. ترکیب روشهای طراحی بهینه چند موضوعی و روشهای طراحی مقاوم با یکدیگر برای طراحی یک سیستم پیچیده از منظر بهینگی، امکانپذیری و مقاوم اهمیت ویژه ای دارد. در این مقاله یک روش بهینه سازی چند موضوعی مقاوم جهت طراحی مفهومی یک وسیله زیر سطحی خودگردان با در نظر گرفتن تاکتیک و سیستم به صورت همزمان تحت عدم قطعیت های طراحی توسعه یافته است. برای این منظور روش امکانپذیر چند موضوعی غیر قطعی به عنوان چارچوب بهینه سازی چند موضوعی تحت عدم قطعیت معرفی می گردد. همچنین دو روش تکاملی مبتنی بر پارتو به عنوان دو روش بهینه سازی چند هدفه مورد استفاده قرار گرفته و نتایج دو روش مقایسه می‌گردد. نتایج این تحقیق نشان می دهد، چارچوب جدید طراحی چند موضوعی بهینه مقاوم معرفی شده می تواند با دقت مناسب یک مجموعه طراحی مقاوم را برای یک وسیله زیر سطحی با زیر سیستم های غیرقطعی و کوپله را ارائه دهد

A new robust multidisciplinary design optimization framework for conceptual design of an autonomous underwater vehicle

The design process of an Autonomous Underwater Vehicle (AUV) requires mathematical model of subsystems or disciplines such as guidance and control, payload, hydrodynamic, propulsion, structure, trajectory and performance and their interactions. In early phases of design, an AUV are often encountered with a high degree of uncertainty in the design variables and parameters of system. These uncertainties present challenges to the design process and have a direct effect on the AUV performance. Multidisciplinary Design Optimization (MDO) is an approach to find both optimum and feasible design and robust design is an approach to make the system performance insensitive to variations of design variables and parameters. It is significant to integrate robust design and MDO for designing complex engineering systems in optimal, feasible and robust senses. In this paper, an improved robust MDO methodology is developed for conceptual design of an AUV under uncertainty with considering tactic and system design simultaneously. In this methodology, Uncertain MultiDisciplinary Feasible (UMDF) framework is introduced as uncertain MDO framework. Two evolutionary algorithms are also used as Paretobased MultiObjective optimizers and results of two algorithms are compared. The results of this research illustrate that the new proposed robust multidisciplinary design optimization framework can carefully set a robust design for an AUV with coupled uncertain disciplines.