基于设计空间缩减的多学科协同优化新方法

来源：机械工程学报杂志2015年第11期北京时间：

作者：金霞， 段富海， 辛大志， 母刚

单位：1.大连理工大学机械工程学院；2.朝阳师范高等专科学校

摘要：提出一种多学科协同优化设计新方法—设计空间缩减协同优化 (Design space decrease collaborative optimization，DSDCO)。根据子系统级优化结果，确定分解设计空间的平面方程，将设计空间合理分解为多个子空间，去除其中不可行设计子空间，将缩减后的设计空间传递到系统级优化。根据系统级优化在各个子空间的优化信息，择优选取系统级优化结果和下一次优化计算的设计空间，循环进行优化迭代计算，直至系统级优化值符合收敛条件。该方法通过缩减优化求解空间，不断更新系统级优化模型，将传统协同优化(Collaborative optimization，CO)中系统级非线性等式约束变换为只含有变量边界的线性不等式约束，解决了传统CO系统级求解困难的问题。DSDCO在变量有界的多学科设计优化(Multidisciplinary design optimization, MDO)问题中，对原始问题约束函数的凸性无要求，对优化迭代起始点的位置无要求。分别利用数值算例、减速器设计和弹簧设计三个典型算例，验证了DSDCO方法的正确性。

关键词：多学科优化设计,非线性约束,设计空间,协同优化；

基金资助：国家自然科学基金(50905022)和航空科学基金(20130863006)资助项目