[发明专利]一种基于多性能指标体系的飞行器总体构型分级优化方法

权利要求书

1.一种基于多性能指标体系的飞行器总体构型分级优化方法，其特征在于，包括：

建立总体构型多性能指标体系；其中，所述指标体系包括如下指标：升阻比、升力系数、纵向稳定度、偏航稳定度和滚转稳定性；

根据所述多性能指标体系和飞行器外形变量，建立优化约束模型：

飞行器外形变量X∈H(X)

升阻比

升力系数C_L≥(C_L)_R

纵向稳定度ΔXcp≥(ΔXcp)_R

偏航稳定度ΔXcpy≥(ΔXcpy)_R

滚转静稳定性

其中，H(X)为外形变量约束；下标“R”项为相应指标的指标性能的期望值；

在H(X)范围内依寻优算法迭代飞行器外形变量X的取值，对各个指标进行自动分级优化，直至所有指标的指标性能满足所述各个指标对应的期望值；其中，在H(X)范围内依寻优算法迭代飞行器外形变量X的取值的过程中：当某一指标的指标性能满足所述某一指标对应的期望值时，将所述某一指标置于约束级；当某一指标的指标性能不满足所述某一指标对应的期望值时，将所述某一指标置于待优化级；若某一指标的指标性能在本次优化中满足其对应的期望值，则：若在本次优化的下一次优化中，所述某一指标的指标性能仍满足其对应的期望值，则在所述下一次优化中，将所述某一指标的指标性能置为某一指标对应的期望值；若在本次优化的下一次优化中，所述某一指标的指标性能不满足其对应的期望值，则在所述下一次优化中，对所述某一指标进行惩罚；

其中，在H(X)范围内依寻优算法迭代飞行器外形变量X的取值，对各个指标进行自动分级优化，直至所有指标的指标性能满足所述各个指标对应的期望值，包括：

根据如下所示数学模型，对飞行器的总体构型进行多性能指标分级优化，直至所有指标的指标性能满足所述各个指标对应的期望值：

其中，f₁表示升阻比，f₂表示升力系数，f₃表示纵向稳定度，f₄表示滚转静稳定性，f₅表示偏航稳定度；ω_i(i＝1、2、3、4、5)为各个指标对应的权重系数；max f(X)＝ω₁f₁+ω₂f₂+ω₃f₃+ω₄f₄+ω₅f₅为越大越好型目标函数；

其中，在首次优化时，若偏航稳定度的性能指标满足其对应的期望值，则将所述偏航稳定度置于约束级，将升阻比、升力系数、纵向稳定度和滚转稳定性置于待优化级，并按照如下方式优化：

其中，f₁＝L/D，f₂＝C_L，f₃＝Xcp，F为惩罚函数；

若迭代到某次优化时，升力系数和滚转稳定性的性能指标通过优化迭代满足了其对应的期望值，则将所述升力系数和滚转稳定性置于约束级，并按照如下方式优化：

其中，f₁＝L/D,f₃＝Xcp，

以此类推，逐级优化，当某一指标的指标性能满足其对应的期望值时，将所述某一指标置于约束级，并展开新模型下的f(X)单目标外形优化，直到所有指标的指标性能满足其对应的期望值时，结束优化，得到优化结果。