[发明专利]面向原位建造的月球科研站参数化设计及多目标优化方法

权利要求书

1.一种面向原位建造的月球科研站参数化设计及多目标优化方法，其特征在于，包括：

S1，根据所需建造的月球科研站的形状确定多个结构参数变量；

S2，基于优化目标，根据所述多个结构参数变量构建多目标函数；

S3，求解所述多目标函数，确定所述多个结构参数变量的最优解。

2.如权利要求1所述的面向原位建造的月球科研站参数化设计及多目标优化方法，其特征在于，所述月球科研站的形状为双层蛋壳形，所述多个结构参数变量包括内层壳体曲线的长轴A和短轴B、壳体横截面的长轴a和短轴b、高度H、内外层间距d、内层壳体厚度t₁、外层壳体厚度t₂。

3.如权利要求2所述的面向原位建造的月球科研站参数化设计及多目标优化方法，其特征在于，所述多个结构参数变量的约束范围为：6m≤A≤7m；2m≤B≤3m；0.8m≤a≤1.8m；0.8m≤b≤1.8m；0.2m≤d≤0.8m；A≤H≤1.2A；0.2m≤t₁≤0.3m；0.2m≤t₂≤0.3m。

4.如权利要求2所述的面向原位建造的月球科研站参数化设计及多目标优化方法，其特征在于，在所述双层蛋壳形之间增加加肋结构。

5.如权利要求2或4所述的面向原位建造的月球科研站参数化设计及多目标优化方法，其特征在于，所述优化目标为内层体积V最大，抗荷载冲击强度M最大，总质量m最小。

6.如权利要求5所述的面向原位建造的月球科研站参数化设计及多目标优化方法，其特征在于，所述内层体积V的表达式为：

其中，

抗荷载冲击强度M的表达式为：

其中，v为撞击速度，K₁为内层壳体和外层壳体的穿透系数，K₂为加肋结构的穿透系数；

总质量m的表达式为：

m＝ρS₁t₁+ρS₂t₂；

其中，

7.如权利要求5所述的面向原位建造的月球科研站参数化设计及多目标优化方法，其特征在于，所述多目标函数为：min(m-M-V)。

8.如权利要求1所述的面向原位建造的月球科研站参数化设计及多目标优化方法，其特征在于，采用遗传算法求解所述多目标函数。

9.如权利要求8所述的面向原位建造的月球科研站参数化设计及多目标优化方法，其特征在于采用多目标遗传算法SPEA-II和NSGA-II求解所述多目标函数，得到帕累托前沿解；

以任一帕累托前沿解作为所述多目标函数的最优解。

10.一种面向原位建造的月球科研站参数化设计及多目标优化系统，其特征在于，包括：

结构参数确定模块，用于根据所需建造的月球科研站的形状确定多个结构参数变量；

多目标函数建立模块，用于基于优化目标，根据所述多个结构参数变量构建多目标函数；

求解模块，用于求解所述多目标函数，确定所述多个结构参数变量的最优解。