[发明专利]一种多学科优化仿真软件的优化器插件开发方法

摘要

一种多学科优化仿真软件的优化器开发方法，该方法中的优化器插件包括插件接口模块、API接口模块、算法程序模块和插件界面模块，其中，插件接口模块实现仿真软件对优化器插件的功能调用；API接口模块实现优化器插件对软件中分析模型的调用；算法程序模块实现调用算法程序、执行优化策略的功能；插件界面模块实现图形化配置算法程序参数。本发明的接口简单易学，可以实现优化器插件程序的在线调试，缩短优化器插件开发周期，同时，优化器插件与仿真软件之间的调用和数据传递采用内存交互的方式进行，提高了优化器插件的运行效率。

主权项

1. 一种多学科优化仿真软件的优化器插件开发方法，其特征在于： 依托一种多学科优化仿真软件简称仿真软件，包括仿真软件界面、分析模型、仿真软件主程序以及仿真软件插件管理程序；所述仿真软件界面为仿真软件运行时显示的人机交互界面；其中，优化器插件与仿真软件之间的调用和数据传递采用内存交互的方式进行；所述分析模型包括模型输入参数和模型输出参数、模型程序和数据关系；其中，模型输入参数和模型输出参数是模型程序与外部程序进行数据交互的接口；模型程序是模型所描述系统的逻辑程序；数据关系是两个模型之间接口的映像关系，模型之间按照数据关系进行数据传递；所述仿真软件主程序是仿真软件的主要逻辑程序，负责模型之间数据的传递以及运行模型程序；所述仿真软件插件管理程序主要实现调用优化器插件的功能；本方法所依托的优化器插件包括插件接口模块、API接口模块、算法程序模块和插件界面模块；各模块的功能如下：插件接口模块实现仿真软件对优化器插件的功能调用；API接口模块实现优化器插件对仿真软件中分析模型的调用；算法程序模块实现调用优化算法程序、执行优化策略的功能；插件界面模块实现图形化配置优化算法程序参数；插件接口模块、API接口模块采用dll文件的方式定义接口成员，并开发优化器插件，具体过程为：1）插件接口模块定义插件接口模块中的接口成员；2）API接口模块建立仿真软件与优化器插件的接口调用关系；3）算法程序模块集成优化算法程序并利用API接口模块调用分析模型；4）插件界面模块编写一个可实现拖拽功能的插件界面；5）生成优化器插件dll文件，并把dll文件集成到仿真软件中；所述优化器插件开发方法，包括如下步骤：步骤1：仿真软件打开待优化的分析模型并加载优化器插件，显示优化器插件界面；步骤2：仿真软件通过步骤1显示出来的优化器插件界面，配置优化器插件运行所需参数条件；其中，优化器插件运行所需参数条件包括设计空间参数以及初始化参数；其中，设计空间参数包括设计变量、约束条件、目标函数，设计变量即模型输入参数；约束条件和目标函数即模型输出参数；初始化参数为优化算法程序运行所需的参数；优化器插件运行所需参数条件的配置均通过拖拽的方式从仿真软件加载；步骤3：仿真软件初始化优化器插件，即创建API接口实例并将此接口实例与步骤2输出的所需参数条件传递给优化器插件，具体为：步骤3.1 仿真软件根据API接口模块中定义的接口成员创建API接口实例，调用插件接口模块，将创建的API接口实例传递给优化器插件；步骤3.2 将步骤2中得到的优化器插件运行所需参数条件和步骤3.1中得到的API接口实例传递到算法程序模块；步骤4：优化器插件执行算法程序模块中的优化算法程序；步骤5：优化器插件调用分析模型，具体为：优化算法程序通过API接口实例中的接口成员调用步骤1中打开的分析模型，对分析模型的调用过程包括对设计变量赋值、驱动模型运行、获取约束条件和目标函数参数值，具体包括：步骤5.1 调用API接口实例中的输入参数赋值接口成员，完成对步骤2中设计变量的赋值；步骤5.2 调用API接口实例中的分析模型运行接口成员，运行分析模型，并等待分析模型运行结束；步骤5.3 调用API接口实例中的输出参数值获取接口成员，获取步骤2中约束条件；步骤5.4 调用API接口实例中的输出参数值获取接口成员，获取步骤2中目标函数；步骤6： 优化算法程序判断是否已经达到优化停止条件，并决定跳至步骤5还是完成本方法，具体为：6.1 若优化算法程序未达到优化停止条件，则跳至步骤5；6.2 若优化算法程序已达到优化停止条件，则停止优化算法程序执行，输出优化结果，完成本方法；其中，所述的优化停止条件为优化算法程序调用分析模型的最大调用次数。