基于MOPSO的航空发动机分支管路多目标布局优化

作     者：柳强 毛莉 LIU Qiang;MAO Li

作者机构：辽宁石油化工大学信息与控制工程学院 

出 版 物：《机械工程学报》 (Journal of Mechanical Engineering)

年 卷 期：2018年第54卷第19期

页      面：197-203页

核心收录：

学科分类：08[工学] 081104[工学-模式识别与智能系统] 082502[工学-航空宇航推进理论与工程] 0802[工学-机械工程] 0825[工学-航空宇航科学与技术] 0811[工学-控制科学与工程] 0701[理学-数学] 0801[工学-力学（可授工学、理学学位）] 0812[工学-计算机科学与技术（可授工学、理学学位）] 

基　　金：国家自然科学基金(51305192) 辽宁省高等学校杰出青年学者成长计划(LJQ2014037) 辽宁省自然科学基金(20170540589)资助项目 

主　　题：航空发动机 分支管路 管路敷设 多目标粒子群优化 

摘      要：分支管路的布局优化属于NP难问题,其多目标优化情况则更加复杂。针对航空发动机分支管路多目标敷设问题,以分支管路长度最小化、分支点数量最小化以及管路平滑度最优为优化目标,建立了基于避障Steiner树的分支管路多目标布局模型。考虑到模型的复杂性,设计基于多目标粒子群优化(Multi-objective particle swarm optimization,MOPSO)的模型求解算法。其中,以分支点数量和坐标作为决策变量;针对分支管路拓扑结构特点,提出一种分支管路平滑度计算方法,结合非支配排序和网格密度计算完成个体多目标评价;通过可视图和测地线处理约束条件;通过多目标粒子群进化计算求得Pareto解集。所建立的分支管路多目标布局模型及求解算法考虑了多端点情况、多目标优化以及避障约束。最后通过管路敷设算例验证了可行性。