基于Isight的CSSO算法框架

基于 Ｉ ｓ ｉ ｇ ｈ ｔ 的Ｃ Ｓ Ｓ Ｏ算 法 框 架
杨 学永 ， 郭晓光 ， 崔亚辉
（ １ ． 南 京航 空航 天 大 学 无 人 机 研 究 院 ， 南京 ２ １ ０ ０ １ ６ ；
２ ． 北京思易特科技有 限责任公 司， 北京
１ ０ ０ ０ ８ ２ ）
摘要 ： 概 述 多学科优 化设 计 （ Ｍ ｕ ｈ ｉ ｄ ｉ ｓ ｃ ｉ ｐ ｌ ｉ ｎ ａ ｒ ｙ Ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ Ｏ ｐ ｔ ｉ ｍ ｉ ｚ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ， Ｍ Ｄ Ｏ） 在 复 杂产 品设 计 中的 必要
２ ．Ｂ ｅ ｉ ｊ ｉ ｎ ｇ Ｓ ｙ ｔ ｎ ａ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｉ ｅ ｓ Ｃ ｏ ． ， Ｌ ｔ ｄ ． ， Ｂ ｅ ｉ ｊ ｉ ｎ ｇ １ ０ ０ ０ ８ ２ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ：Ｔ ｈ ｅ ｎ ｅ ｃ ｅ ｓ ｓ ａ ｒ ｙ ｏ ｆ ａ ｐ ｐ ｌ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ Ｍ ｕ ｈ ｉ ｄ ｉ ｓ ｃ ｉ ｐ ｌ ｉ ｎ ａ ｒ ｙ Ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ Ｏ ｐ ｔ ｉ ｍｉ ｚ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ（ ＭＤ Ｏ）ｉ ｎ ｃ ｏ ｍ ｐ ｌ ｅ ｘ
ｉ ｎ ｔ ｒ ｏ ｄ ｕｃ ｅ ｄ．Ｔｈｅ ｃ ｏ ｍｐａ ｒ ｉ ｓ ｏ ｎ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｒ ｅ ｓ ｕ ｌ ｔ ｓ ｏ ｆ ＣＳ Ｓ Ｏ ａ ｎｄ ｔ ｈｅ ｔ ｒ ａ ｄ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎａ ｌ ｏ ｐ ｔ ｉ ｍｉ ｚ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｌ ｇ ｏ ｒ ｉ ｔ ｈ ｍｓ ｓ ｈ ｏ ｗｓ ｔ ｈ ａ ｔ ｔ ｈｅ ＣＳ ＳＯ ａ ｌ ｇ ｏ ｒ ｉ ｔ ｈｍ ｉ ｓ ｍｏ ｒ ｅ ａ ｃ ｃ ｕ ｒ ａ ｃ ｙ ａ ｎ ｄ ｍｏ ｒ ｅ ｅ ｉｃ ｆ ｉ ｅ ｎ ｃ ｙ ｔ ｈ ａ ｎ ｔ ｈ ｅ ｔ ｒ ａ ｄ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｌ ａ ｌ ｇ ｏ ｒ ｉ ｔ ｈ ｍ． Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄｓ ：ｍｕ ｈｉ ｄ ｉ ｓ ｃ ｉ ｐｌ ｉ ｎ ａ ｒ ｙ ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ｏ ｐ ｔ ｉ ｍｉ ｚ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ；ＣＳ Ｓ Ｏ；Ｉ ｓ ｉ ｇ ｈ ｔ
第２ ２卷 增 刊 ２ ２ ０ １ ３年 １ ０月
计 算 机 辅 助 工 程
Ｃｏ ｍｐ ｕ ｔ ｅ ｒ Ａｉ ｄ ｅ ｄ Ｅｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｉｎ ｒ ｇ
Ｖｏ １ ． ２２ Ｓｕ ｐ ｐ１ ． ２ ０ｃ ｔ ．２ ０１ ３
文章编号 ： １ ０ ０ ６—０ ８ ７ １ （ ２ ０ １ ３ ） ｓ ２ － ０ ３ ２ ４ － ０ ３
ａ ｎ ｅ ｘ ａ ｍｐ ｌ ｅ ，Ｉ ｓ ｉ ｇ ｈ ｔ ｉ ｓ ｕ ｓ ｅ ｄ ｔ ｏ ｂ ｕ ｉ ｌ ｄ Ｃ Ｓ Ｓ Ｏ ｃ ｏ ｍｐ ｕ ｔ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｆ ｒ ａ ｍｅ ｗ ｏ ｒ ｋ ａ ｎ ｄ ｅ ａ ｃ ｈ ｓ ｔ ｅ ｐ ｉ ｓ ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｚ ｅ ｄ ａ ｎ ｄ
ｐ ｒ ｏ ｄ ｕ ｃ ｔ ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ｉ ｓ ｂ ｒ ｉ ｅ ｆ ｅ ｄ．Ｔｈ ｅ ｂ ａ ｓ ｉ ｃ ｃ ｏ ｎ ｔ ｅ ｎ ｔ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ＣＳ Ｓ Ｏ ａ ｌ ｇ ｏ ｒ ｉ ｔ ｈ ｍ ｉ ｓ ｄ ｅ ｓ ｃ ｉｂ ｒ ｅ ｄ ．Ｔａ ｋ ｉ ｎ ｇ ａ ｇ ｅ ａ ｒ ｒ ｅ ｄ ｕ ｃ ｅ ｒ ａ ｓ
算效 率 高、 准确性好 ． 关键 词 ：多学科优 化设 计 ；Ｃ Ｓ Ｓ Ｏ； Ｉ ｓ ｉ ｇ ｈ ｔ
中图分 类号 ： Ｔ Ｐ ３ ９ １ 文 献标 志码 ： Ｂ
Ｆｒ ａ ｍｅ ｗｏ ｒ ｋ ｏ ｆ ＣＳ ＳＯ ａ ｌ ｇ ｏ ｒ ｉ ｔ ｈ ｍ ｕ ｓ ｉ ｎ ｇ Ｉ ｓ ｉ ｇ ｈ ｔ
程分 系统级 和子 空 间级 两 级 进行 ． 采用 子 空 间并行 局部优 化 和系统 层 全局 协 调 的 方法 ， 以达 到优 化 收 敛 问题 、 解 决子空 间之 间 冲突 的 目的 ．
间通 常存 在复 杂 的交 互耦 合 关 系 ， 只有 经 过 分 析才
能进 行 恰 当 的学 科 分 解 ， 获 得 所 需 要 的 设 计 信 息． 多学 科 优 化设 计 （ Ｍｕ ｈ ｉ ｄ ｉ ｓ ｃ ｉ ｐ ｌ ｉ ｎ ａ ｒ ｙ Ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ Ｏ ｐ ｔ ｉ ｍ ｉ ｚ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ， ＭＤ Ｏ） 是 一 种 充 分 探 索 和利 用 系 统 中
性， 阐述 Ｃ Ｓ Ｓ Ｏ算法 的基 本 内容 ， 以齿轮 减速 器为例 ， 利用 Ｉ ｓ ｉ ｇ ｈ ｔ 搭建 Ｃ Ｓ Ｓ Ｏ计 算框 架 并对每 一 步进 行 分析 和说 明． 将Ｃ Ｓ Ｓ Ｏ计 算结果 与传 统优化 结 果进行 对 比 ， 结 果表 明 Ｃ Ｓ Ｓ Ｏ算 法 比传 统 算法 的 计
０ 引 言
复杂 工程 系统 由于其 复 杂性 ， 学科 （ 子 系统 ） 之
学 科之 间 的耦 合 问题 ， 容 易 获 得各 个 学 科 之 间 协调
一

致 的设 计 ， 消除 过去依 靠验 、 试凑 或盲 目地 进行 迭
代 计算 解决耦 合 问题 的步骤 ． Ｃ Ｓ Ｓ Ｏ算 法是 一种 非 分 层 的 ＭＤ Ｏ方 法 ， 优 化过
ＹＡＮＧ Ｘｕ ｅ ｙ ｏ ｎ ｇ ，ＧＵＯ Ｘｉ ａ ｏ ｇ ｕ ａ ｎ ｇ ，ＣＵＩ Ｙａ ｈ ｕ ｉ
（ １ ．Ｒ ｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ Ｉ ｎ ｓ ｔ ｉ ｔ ｕ ｔ ｅ ｏ ｆ Ｕ Ａ Ｖ， Ｎ ａ ｎ ｊ ｉ ｎ ｇ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ｏ ｆ Ａ ｅ ｒ ｏ ｎ ａ ｕ ｔ ｉ ｃ ｓ ａ ｎ ｄ Ａ ｓ ｔ ｒ ｏ ｎ ａ ｕ ｔ ｉ ｃ ｓ ， Ｎ ａ ｎ ｊ ｉ ｎ ｇ ２ １ ０ ０ １ ６ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ；