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原文传递极地AUV综合优化方法研究

论文题名：	极地AUV综合优化方法研究
关键词：	极地探测无人潜器;总体设计;组合近似模型;非线性二次规划法;多岛遗算法
摘要：	针对极地探测无人潜器(简称，极地AUV)总体设计传统模式的不足，以国家科技重大专项“极地探测无人潜器总体设计与系统集成技术研究”为背景，将多学科设计优化理论引入到大潜深、远航程探测型极地AUV总体设计中，旨在为今后同类型AUV的设计提供技术参考。论文开展的主要研究工作包括以下几个方面: 　　(1)开展了组合近似模型的构建方法的研究。通过对比分析响应面近似法、Kriging近似法和径向基神经网络法三种近似方法，提出了基于交叉验证均方差最小化修正法的混合近似模型，并通过对比测试，验证了组合近似模型的预测能力。　　(2)开展了极地AUV多学科建模技术的研究，考虑了极地AUV的特点及学科间的关系，将极地AUV划分为艇型、结构、能源、总布置与任务共五个学科，并分别采用交叉验证方差最小化修正法、公式估算的方法建立了学科分析模型，将总布置、浮态平衡、任务路径作为系统层约束纳入到总体设计模型，构建了极地AUV总体优化模型。　　(3)开展了基于并行子空间设计策略下极地AUV单目标和多目标优化设计方法的研究。对比分析了协同优化和并行子空间设计两种优化策略，探讨了非线性二次规划法和多岛遗算法两种单目标优化算法融合的优化能力，对比测试了Multi-Island GA、Multi-Objective PSO和NSGA-Ⅱ的计算效率和精度。　　(4)结合并行子空间设计方法与极地总体设计优化模型，以艇体重量最小和艇体水平投影面积最小为优化目标，提出了单目标优化和多目标优化下的极地AUV总体设计方案。
作者：	周恒
专业：	船舶与海洋结构物设计制造
导师：	张铁栋
授予学位：	硕士
授予学位单位：	哈尔滨工程大学
学位年度：	2021