بهینه‌سازی یک هواپیمای بی‌سرنشین با استفاده از منطق فازی و بهینه‌سازی طراحی چندموضوعی

نوع مقاله : علمی-پژوهشی

نویسندگان

1 مجتمع دانشگاهی مکانیک، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، اصفهان، ایران

2 مجتمع مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، ایران

چکیده

در این تحقیق سعی شده است تا با ارائة یک روش، مشکلات مربوط به بهینه‌سازی‌های چندهدفه مقید (پیاده‌­سازی، زمان محاسبات و سادگی) تا حدودی برطرف شود. این روش که بر مبنای منطق فازی است یک مساله بهینه‌­سازی چندهدفه مقید را به یک مساله بهینه‌سازی تک هدفه نامقید تبدیل می‌­کند و به این شکل بسیاری از مشکلات ذکر شده برطرف می‌شود. جهت نشان دادن کارآیی روش، سه بهینه‌سازی طراحی یک هواپیمای بی­سرنشین انجام شده است. هدف بهینه‌­سازی اول، مقایسة عملکرد این روش با دو روش معروف بهینه‌سازی چندهدفه است. هدف از بهینه‌سازی­‌های دوم و سوم نیز نشان دادن این قابلیت از روش پیشنهادی است که برحسب ضرورت طراح می‌­تواند به شکل آگاهانه درجه اهمیت را روی توابع هدف و یا قیود تغییر دهد. نتایج بهینه‌­سازی­‌ها نشان می­‌دهند که زمان محاسبات با استفاده از روش پیشنهادی کاهش یافته و همچنین با تغییر درجة اهمیت، دو طرح کاملا متفاوت به دست آمده است. ‌‌

کلیدواژه‌ها

موضوعات


[1] Wang, P., Tian, H., Zhu, H., and Cai, G., “Multi-Disciplinary Design Optimization with Fuzzy Uncertainties and Its Application in Hybrid Rocket Motor Powered Launch Vehicle”, Chinese Journal of Aeronautics, Vol. 33, No. 5, pp. 1454-1467, 2020.
[2] Babaei, A. R., Setayandeh, M.R., and Farrokhfal, H., “Multidisciplinary Design Optimization of an Unmanned Air Vehicle and Final Solution Selection Based on Fuzzy Satisfaction Degree Function”, Aerospace Mechanics Journal, Vol. 15, No. 1, pp. 107-122, 2019.
[3]  Gonzales, L.F., Periaux, J., Srinivas, K., and Whitney, E.J., “A Generic Framework for the Design Optimization of Multidisciplinary Uav Intelligent Systems Using Evolutionary Computing”, Proceedings of The 44th AIAA Aerospace Sciences Meeting and Exhibit, Nevada, USA, January 1-20, 2006.
[4]  Allison, D.L., Morris, C.C., Schetz, J.A., Kapania, R.K., Watson, L.T., and Deaton, J.D., “Development of a Multidisciplinary Design Optimization Framework for an Efficient Supersonic Air Vehicle”, Advances in Aircraft and Spacecraft Science, Vol. 2, No. 1, pp. 17-44, 2015.
[5]  Sun, Y. and Smith, H., “Low-boom low-drag Optimization in a Multidisciplinary Design Analysis Optimization Environment”, Aerospace Science and Technology, Vol. 94, No. 1, pp. 1-29, 2019.
[6]  Roshanian, J., Bataleblu, A.A., Farghadani, M.H., and Ebrahimi, B., “Multi-objective Multidisciplinary Design Optimization of a General Aviation Aircraft”, Modares Mechanical Engineering, Vol. 17, No. 2, pp. 199-210, 2017.
[7]  Sepulveda, E., Smith, H., and Sziroczak, D., “Multidisciplinary Analysis of Subsonic Stealth Unmanned Combat Aerial Vehicles”, CEAS Aeronautical Journal, Vol. 10, No. 2, pp. 431-442, 2019.
[8]  Lui, T., Chen, C., and Chou, J., “Optimization of Short-haul Aircraft Schedule Recovery Problems Using a Hybrid Multi-objective Genetic Algorithm”, Expert Systems with Applications, Vol. 37, No. 3, pp. 2307-2315, 2010.
[9]  Jafarian, E., Razmi, J., and Baki, M.F., “An Flexible Programming Approach Based on Intuitionistic Fuzzy Optimization Abd Geometric Programming for Solving Multi-objective Nonlinear Programming Problems”, Expert Systems with Applications, Vol. 93, No. 3, pp. 245-256, 2018.
[10] Huang, H. Z., Gu, Y.K., and Du, X., “An Interactive Fuzzy Multi-objective Optimizationmethod for Engineering Design”, Engineering Applications of Artificial Intelligence, Vol. 19, No. 5, pp. 451-460, 2006.
[11] Wang, Y., Wei, T., and Qu, X., “Study of Multi-objective Fuzzy Optimization for Path Planning”, Chinese Journal of Aeronautics, Vol. 25, No. 1, pp. 51-56, 2012.
[12] Anderson, J.D.,  Aircraft Performance and Design, First Edittion, WCB McGraw-Hill, New York, USA, 1999.
[13] Sadraey, M.H., Aircraft Design: a Systems Engineering Approach, First Edittion, Wiley, New York, USA, 2013.
[14] Roskam, J.,  Aircraft Design: preliminary calculation of aerodynamic, thrust, and power characteristics, Second Edittion, Roskam Aviation and Engineering Corporation, Kansas, USA, 1990.
[15] Roskam, J.,  Airplane Flight Dynamics and Automatic Flight Controls, First Edittion, pp. 243-448, Roskam Aviation and Engineering Corporation, Kansas, USA, 1979.