بهینه‌سازی یکپارچه مرحله‌بندی و مسیر برای وسایل پرتابی
کد مقاله : 1074-ISME
نویسندگان:
رضا جمیل نیا *
دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه گیلان، رشت، ایران
چکیده مقاله:
در مقاله حاضر، بهینه‌سازی یکپارچه مرحله‌بندی و مسیر وسایل پرتابی مورد توجه قرار گرفته است. برای تعریف این مسئله یکپارچه، تغییراتی در ساختار مسئله بهینه‌سازی مسیر ایجاد گردیده است تا امکان بدست‌آوردن مرحله‌بندی بهینه در حین بهینه‌سازی مسیر فراهم گردد. برای این منظور، زمان‌های پرواز تمامی مراحل وسیله پرتابی به صورت آزاد و به عنوان متغیرهای بهینه‌سازی درنظر گرفته شده است که در طول حل، مقادیر بهینه آنها بدست می‌آید. در حین حل و در هر تکرار، با بهره‌گیری از زمان‌های پرواز بدست‌آمده و مقادیر نرخ سوزش سوخت، جرم‌های سوخت و سازه مراحل و جرم‎های اولیه و لحظه‎ای وسیله فراهم می‌گردد. با درنظرگرفتن و کمینه‌نمودن جرم اولیه وسیله پرتابی به عنوان تابع هدف مسئله بهینه‌سازی یکپارچه، هم مسیر بهینه پرواز در قالب مقادیر بهینه حالت و کنترل بدست می‌آید و هم توزیع بهینه جرم‌های سوخت و سازه میان مراحل مختلف محاسبه می‌گردد. مسئله یکپارچه مذکور، به واسطه نامعلوم‌بودن زمان‌های پرواز و جرم‌های مراحل، یک مسئله بسیار پیچیده کنترل بهینه می‌باشد که تنها با روش‌های خاصی قابل حل است. در این مقاله از روش هم‌نشانی مستقیم به منظور گسسته‌سازی دینامیک مسئله و از برنامه‌ریزی غیرخطی به منظور حل مسئله بهینه‌سازی گسسته‌شده استفاده گردیده است. با مقایسه رویکرد ارائه‌شده در این مقاله با کارهای پیشین، می‌توان نتیجه گرفت که رویکرد حاضر به دلیل درنظرگرفتن همزمان توابع هدف و قیود مؤثر در هر دو مسئله بهینه‌سازی مرحله‌بندی و مسیر، می‌تواند منجر به طرح و عملکرد بهینه‌تر و کاراتری از وسایل پرتابی گردد.
کلیدواژه ها:
بهینه‌سازی مرحله‌بندی، بهینه‌سازی مسیر، وسایل پرتابی، روش هم‌نشانی مستقیم، برنامه‌ریزی غیرخطی.
وضعیت : مقاله برای ارائه شفاهی پذیرفته شده است