مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

طراحی پیکره‌بندی و بهینه‌سازی طراحی جانمایی در ماهواره‌های مدار زمین آهنگ

نویسندگان
1 استادیار دانشگاه تهران
2 دانشگاه تهران
چکیده
در این مقاله روشی جهت طراحی پیکره‌بندی و بهینه‌سازی جانمایی اجزای ماهواره مخابراتی پیشنهاد می‌شود. در ابتدا الگوریتمی جهت طراحی پیکره‌بندی ماهواره زمین-آهنگ ارائه می‌گردد. با توجه به اینکه زیرسیستم پیشرانش ماهواره‌های زمین‌آهنگ بزرگترین قطعات را به لحاظ حجمی و جرمی داراست، می‌تواند تاثیر بسزایی در پیکره-بندی ماهواره داشته باشد؛ بنابراین این مسئله در الگوریتم طراحی پیکره‌بندی مورد توجه قرار می‌گیرد. پس از تعیین پیکره‌بندی، فرایند بهینه‌سازی طراحی جانمایی اجزای ماهواره انجام می‌گیرد که یکی از مسائل پیچیده طراحی مهندسی است. در این مقاله الگوریتم پیشنهاد شده جهت بهینه‌سازی طراحی جانمایی اجزای ماهواره شامل دو مرحلۀ جانمایی اولیه و جزئی است. قیود هندسی با روش دایره محدود و قیود عملکردی با قید فاصله دور و نزدیک بودن اجزا بیان می‌شوند. روش بهینه‌سازی بکارگرفته شده، هیبرید است که ترکیبی از روش بهینه‌سازی تبرید فلزات و شبه نیوتن می‌باشد. الگوریتم بهینه‌سازی مورد نظر، بر روی یک نمونه تست به منظور اعتبارسنجی پیاده می‌شود. در نهایت الگوریتم پیکره‌بندی و طراحی جانمایی بهینه، بر ماهواره مخابراتی عملیاتی پیاده می‌شود. طراحی پیکره‌بندی و بهینه‌سازی طراحی جانمایی در‌‌ ماهواره عملیاتی انجام می‌گیرد. نتایج حاصل نشان می‌دهد، ممانهای اینرسی ضربدری که تابع هدف هستند، مینیمم شدند و قیود مورد نظر نیز برآورده شده‌اند.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Configuration design and layout optimization in GEO satellite

نویسندگان English

mahdi fakoor 1
Marziye Taghinnezhad 2
Amir Reza Kosari 2
1 University of Tehran
چکیده English

This research deals with configuration design and layout optimization of communication satellite. First, an approach is proposed to design the configuration of GEO satellite. Since propulsion subsystem in GEO satellite is the massive item, it has a significant impact on satellite configuration. Consequently, it is necessary to consider the propulsion subsystem influence on satellite configuration. Then layout design process of the satellite components which is one of the complex problems in engineering is performed. In this paper, in order to optimize the layout design of satellite components, the algorithm which consists of two stages, primary and detail layout, is proposed. In order to express geometric constraints mathematically, the Finite Circle Method (FCM) is used. For The mathematical expression of performance constraints, the distance constrains related to distance relationships between components have been developed. The hybrid optimization method is proposed to optimize layout design which is a combination of Simulated Annealing optimization and Quasi Newton methods. The optimization method validation is applied on simple test problem. Finally, the proposed algorithm for configuration and optimal layout design is implemented on communication satellite. The results show that product of inertial (objective function) are minimized and considered constrains of communication satellite are satisfied.

کلیدواژه‌ها English

Optimization
Layout Design
Configuration
Propulsion tanks
Satellite