بهینه‌سازی طراحی مفهومی فضاپیما با استفاده از مدل جایگزین زیرسامانه مخابرات به روش حداقل مربعات متحرک

بهینه‌سازی طراحی مفهومی سامانه‌های فضایی فرایندی پیچیده و چندموضوعی است به‌گونه‌ای که جستجوی فضای طراحی برای ارزیابی توابع هدف به‌طور چشمگیری به اجرای تکرارپذیر مدل‌های شبیه‌سازی و کدهای تحلیلی مربوط به زیرسامانه‌های مختلف (نظیر سازه، محموله، تامین انرژی، تعیین و کنترل وضعیت، مخابرات، مدیریت داده و فرمان) وابسته است. به‌کارگیری روش‌های متداول طراحی برای چنین مسیله پیچیده‌ای بسیار زمان‌بر بوده و هیچ تضمینی وجود ندارد که راه حل به‌دست آمده برای زیرسامانه‌های کوپل شده بهترین باشد و حتی ممکن است به طرح‌های غیر بهینه منجر شود. علاوه بر این، فضای جستجوی طراحی می‌تواند چند وجهی، غیر محدب با چندین نقطه بهینه محلی باشد که این موضوع سبب افزایش هزینه محاسباتی و نیز دشواری ارزیابی سریع گزینه‌های مختلف طراحی می‌‌شود. برای پرداختن به این موضوعات، در این مقاله روشی کارآمد مبتنی بر مدل جایگزین (سطح پاسخ) برای بهینه‌سازی چندموضوعی طراحی مفهومی یک فضاپیما با احتساب متغیرهای طراحی گسسته و پیوسته ارایه شده است. روش مذکور بر پایه به‌کارگیری الگوریتم ژنتیک در سطح سامانه و زیرسامانه به‌عنوان بهینه‌ساز و مدل جایگزین به‌عنوان ابزاری موثر در کاهش هزینه محاسباتی در سطح زیرسامانه، در چارچوب بهینه‌سازی مشارکتی بنا شده است. نتایج به‌دست آمده از این مطالعه نشان می‌دهد که روش معرفی شده در این مقاله یک راه موثر برای بهبود بهره‌وری محاسباتی بهینه‌سازی طراحی مفهومی سامانه‌های پیچیده نظیر طراحی یک فضاپیما می‌باشد.