求解多目标卫星舱布局优化问题的带局部搜索的Wang-Landau抽样算法

内容介绍

中文摘要：

目的：

成功的卫星舱布局设计不仅可以有效降低卫星舱的发射成本与建造成本，而且可以提高其承载能力、使用寿命及稳定性。本文研究成果理论上可望推广应用于具有不同布局空间和考虑其他设计目标、约束条件的布局设计问题，有助于推进航天器布局设计理论的研究。在算法实践上期望有助于人造卫星仪器舱布局设计问题实用化方法与技术的研究和应用，并可望推广应用于其它复杂航天器布局设计领域。

创新点：

将Wang-Landau随机抽样算法和基于梯度法的局部搜索算法相结合，并引入一些启发式布局更新策略，提出了一种新的混合算法。实验结果表明该算法可以有效解决多目标卫星舱组件布局优化问题。

方法：

借鉴罚函数思想把带约束的优化问题转化为不带约束的优化问题；采用二分法找到卫星舱的最小半径；提出快速干涉量计算方法；通过结合Wang-Landau抽样算法，基于梯度法的局部搜索算法和启发式布局更新策略构建了一种混合算法（WL-LS）。

结论：

通过结合Wang-Landau抽样算法、局部搜索算法和启发式布局更新策略，所提出的混合算法在实验结果上优于现有的最好算法，是一种求解多目标卫星舱布局优化问题的有效算法。

关键词：

装填问题；布局设计；卫星舱；Wang-Landau抽样算法

作者：

刘景发，郝亮，李刚，薛羽，刘朝霞，黄娟

单位：

南京信息工程大学信息中心，南京 210044；南京信息工程大学计算机与软件学院，南京 210044；南京信息工程大学数学与统计学院，南京 210044；南京信息工程大学信息化建设与管理处，南京 210044

本文引用格式：

Jing-fa Liu, Liang Hao, Gang Li, Yu Xue, Zhao-xia Liu, Juan Huang, 2016. Multi-objective layout optimization of a satellite module using the Wang-Landau sampling method with local search. Frontiers of Information Technology & Electronic Engineering, 17(6):527-542.

http://dx.doi.org/10.1631/FITEE.1500292

本文精要导读：

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