【技术实现步骤摘要】
一种太阳电池阵—蓄电池组电源系统的多目标优化方法
本专利技术属于航天器电源系统
，尤其涉及一种航天器电源系统多目标优化设计方法。
技术介绍
航天器电源系统设计是航天器电源系统研制的重要组成部分，电源系统的设计品质对电源系统的性能起着关键性的作用。航天器电源系统的优化设计，对增加系统有效载荷、提高航天器性能和效益等都有着非常重要的意义。太阳电池阵—蓄电池组电源系统是目前世界上应用最广泛的航天器电源系统。在全世界已发射的航天器中，90％以上均采用太阳电池阵—蓄电池组电源系统。航天器电源系统的设计取决于用电系统的工作寿命、负载特性和负载要求、太阳辐照情况、工作环境、质量、体积和结构等。目前的航天器电源系统设计存在两个问题：一是面对众多的制约因素，对设计方案进行全面的定量分析有一定难度，尤其是对于设计方案中的某些制约因素多、计算难度大的参数，设计人员只能根据自己的经验估算，导致在最终设计时留有较大的功率裕度；二是大部分研究都是考虑了单目标的优化，如最小化系统的总成本，最小化系统的总质量等，然而从实际角度出发，航天器电源系统的设计是一个多目标优化问题，即多个目标如成本...
【技术保护点】
1.一种太阳电池阵—蓄电池组电源系统的多目标优化方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、建立满足约束条件的太阳电池阵—蓄电池组电源系统多目标优化模型，即确定最小化航天器电源系统总质量和成本的双目标优化模型，设置太阳电池阵—蓄电池组电源系统运行参数以及距离策略帝国主义算法参数，所述约束条件为蓄电池放电深度不超过允许最大放电深度和蓄电池组在一个轨道周期内可充满电；S2、初始化种群即国家，计算得到每个国家的目标函数值、约束违反总值以及与控制变量对应的状态变量，并将初始群体复制到外部储存空间；S3、算法迭代，采用改进的距离策略帝国主义算法进行优化更新国家，所述改进的距离策略帝国主义算...
【技术特征摘要】
1.一种太阳电池阵—蓄电池组电源系统的多目标优化方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、建立满足约束条件的太阳电池阵—蓄电池组电源系统多目标优化模型，即确定最小化航天器电源系统总质量和成本的双目标优化模型，设置太阳电池阵—蓄电池组电源系统运行参数以及距离策略帝国主义算法参数，所述约束条件为蓄电池放电深度不超过允许最大放电深度和蓄电池组在一个轨道周期内可充满电；S2、初始化种群即国家，计算得到每个国家的目标函数值、约束违反总值以及与控制变量对应的状态变量，并将初始群体复制到外部储存空间；S3、算法迭代，采用改进的距离策略帝国主义算法进行优化更新国家，所述改进的距离策略帝国主义算法改进在于：殖民地国家的位置更新不止依赖于所在帝国的帝国主义国家位置，还将其他强大殖民地的作用也作为殖民地更新的影响元素；将萤火虫算法的运动力学算法增加到殖民地位置更新中，即殖民地的位置更新不仅受到国家权力值的影响还受到国家间距离的影响；对更新后的国家重新进行仿真计算得到更新后的目标函数值和约束违反总值，将更新后的国家复制到外部储存空间与上一代国家进行非劣排序和拥挤距离计算，然后根据所得的排序情况进行裁剪以保持外部储存空间大小不变；S4、判断是否满足迭代次数，若不满足，则继续进行算法迭代，若满足，则停止迭代，输出外部储存空间的帕累托最优解集，并根据遗传算法从帕累托最优解集中找到最优折衷解，并按照最优折衷解进行设计。2.根据权利要求1所述的太阳电池阵—蓄电池组电源系统的多目标优化方法，其特征在于，所述建立航天器电源系统基于质量和成本的目标函数：J1＝min(m)＝min(mSA+mbat+mPCU)式中J1表示第一个优化目标，即质量最小；m表示航天器电源系统总质量，mSA表示太阳电池阵质量，mbat表示蓄电池组质量，mPCU表示电源控制设备质量；J2＝min(c)＝min(cSA+cbat+cPCU)，式中J2表示第二个优化目标，即费用最少；c表示航天器电源系统总成本，cSA表示太阳电池阵成本，cbat表示蓄电池组成本，cPCU表示电源控制设备成本，约束条件为：蓄电池放电深度DOD...
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