علوم، فناوری و کاربردهای فضایی

علوم، فناوری و کاربردهای فضایی

طراحی چیدمان چند طبقه ای تجهیزات در ماهواره استوانه ای به روش بهینه سازی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
1 دانشگاه علم و صنعت ایران
2 دانشکده مهندسی صنایع دانشگاه علم و صنعت ایران
3 دانشکده مهندسی صنایع دانشگاه علم و صنعت ا
چکیده
کی از موضوعات اصلی در چیدمان تجهیزات در ماهواره های چند طبقه شامل قرار دادن تجهیزات در هر لایه به صورت جداگانه می باشد. در چیدمان تجهیزات در سطوح، محدودیت عدم همپوشانی همواره یک چالش بوده است، به ویژه برای قطعاتی که فاقد سطح مقطع دایره ای شکل هستند. این مقاله یک مدل برنامه‌نویسی انعطاف‌پذیر استوار (RFPM) به‌منظور قرار دادن تجهیزات در لایه‌های مختلف و لحاظ عدم قطعیت برای جانمایی تجهیزات مکعبی را ارائه می دهد. مقایسه خروجی مدل پیشنهادی با مطالعات قبلی در این زمینه نشان می دهد که به طور قابل توجهی کارایی مدل برای برآورده کردن محدودیت‌های عدم همپوشانی بین تجهیزات بالا رفته است. در نهایت انتظار می رود که این تحقیق بتواند خلاءهای موجود در این حوزه را پوشش داده و با رعایت محدودیت‌های دیگر مانند پایداری و محدودیت‌های حرارتی، ممان‌های اینرسی و مرکز ثقل به کاهش زمان طراحی در فاز مفهومی و مقدماتی و نهایتاً کوچکتر شدن ابعاد کلی ماهواره که همواره یکی از اصلیترین اهداف طراحان در این زمینه بوده کمک شایانی نماید.
کلیدواژه‌ها

‍‍[1] B. Zhang, H.F. Teng, Y.J. Shi, “Layout optimization of satellite module using soft computing techniques,” Applied Soft Computing, vol. 8, pp. 507-521, 2008.
[2] A. Ahmadi, M.S. Pishvaee, M.R. Akbari Jokar, “A survey on multi-floor facility layout problems,” Computers & Industrial Engineering, vol. 107, pp. 158-170, 2017.
[3] M.J. Ferebee, R.B. Powers, “Optimization of Payload Mass Placement in a Dual. Keel Space Station .NASA,” Langley Research Center, 1987.
[4] M.J. Ferebee, C.L. Allen, “Optimization of payload placement on arbitrary spacecraft,” Journal of Spacecraft and Rockets, vol. 28, pp. 612–614, 1991.
[5] Z.G. Sun,  H.F. Teng, “Optimal layout design of a satellite module,” Eng. Opt. vol. 35, pp. 513-529, 2003.
[6] Z. Liu, H. Teng, “Human–computer cooperative layout design method and its application,” Computers & Industrial Engineering, vol. 55, pp. 735-757, 2008.
[7] J.Z. Huo, H.F. Teng, “Optimal layout design of a satellite module using a coevolutionary method with heuristic rules,” Journal of Aerospace Engineering, vol. 22, no. 2, pp. 101-111, 2009.
[8] Y.S. Wang, H.F. Teng, Y.J. Shi, “Cooperative co-evolutionary scatter search for satellite module layout design,” Engineering Computations, vol. 26, pp. 761-785, 2009.
[9] H.F. Teng, Y. Chen, W. Zeng, et al., “A dual-system variable-grain cooperative Co-evolutionary algorithm: satellite-module layout design,” IEEE, Transactions on Evolutionary Computation, vol. 14, pp. 438-455, 2010.
[10] J. Liu, L. Hao, G. Li, et al., “Multi-objective layout optimization of a satellite module using theWang-landau sampling method with local search,” Frontiers of Information Technology and Electronic Engineering, vol. 17, pp. 527-542, 2016.
[11] M. Fakoor, P. Mohammad Zadeh, H. Momeni Eskandari, “Developing an optimal layout design of a satellite system by considering natural frequency and attitude control constraints,” Aerospace Science & Technology, vol. 71, pp. 172-188, 2017.
[12] F.Z. Cui, Z.Z. Xu, X.K. Wang, et al., “A dual-system cooperative co-evolutionary algorithm for satellite equipment layout optimization,” Proc. Inst. Mech. Eng. part G., Journal of Aerospace Engineering, vol. 1-26, 2017.
[13] C.Q. Zhong, Z.Z Xu, H.F. Teng, “Multi-module satellite component assignment and layout optimization,” Applied Soft Computing, vol. 75, pp. 148-161, 2019.
[14] X. Chen, W. Yao, Y. Zhao., X. Chen, W. Liu, “A novel satellite layout optimization design method based on phi-function,” Acta Astronautica, vol. 180, pp. 560-574, 2021.
[15] Z.H. Zhang, Y.S. Wang, H.F. Teng, Y.J. Shi, “Parallel Dual-system Cooperative Co-Evolutionary Differential Evolution Algorithm with Human-computer Cooperation for Multi-Cabin Satellite Layout Optimization,” Journal of Convergence Information Technology, pp. 711-720, 2013.
[16] Z.H. Zhang, C. Zhong, Z.Z. Xu, H.F. Teng, “A Non-Dominated Sorting Cooperative Co-Evolutionary Differential Evolution Algorithm for Multi-Objective Layout Optimization,” IEEE Access, vol. 5, pp. 14468-14477, 2017.
[17] Z.H. Zhang, X. Sun, L. Hou, W. Chen, Y. Shi, Y., X. Cao, “A Cooperative Co-Evolutionary Multi-Agent System for Multi-Objective Layout Optimization of Satellite Module,” IEEE International Conference on Systems, Man, and Cybernetics (SMC), Banff Center, Banff, Canada, 2017.
[18] J.R. Galbraith, “Designing complex organizations,” Addison-Wesley Longman Publishing Co., Inc, 1973.
[19] J. Mula, R. Poler, J.P. Garcia-Sabater, “Material requirement planning with fuzzy constraints and fuzzy coefficients,” Fuzzy Sets and Systems, vol. 158, no. 7, pp. 783-793, 2007.
[20] W. Klibi, A. Martel, A. Guitouni, “The design of robust value-creating supply chain networks: a critical review,” European Journal of Operational Research, vol. 203, no. 2, pp. 283-293, 2010.
[21] M.S. Pishvaee, M. Fazli Khalaf, “Novel robust fuzzy mathematical programming methods,” Applied Mathematical Modelling, vol. 40, pp. 407-418, 2016.
[22] M.S. Pishvaee, J. Razmi, S.A. Torabi, “Robust possibilistic programming for socially responsible supply chain network design: a new approach,” Fuzzy Sets and Systems, vol. 206, pp. 1-20, 2012.
[23] A.P.C. Cuco, F.L.D. Sousa, A.J. Silva Neto, “A multi-objective methodology for spacecraft equipment layouts,” Optimization and Engineering, vol. 16, pp. 165-181, 2015.
[24] Z. Li, Y. Zeng, Y. Wang, et al. “A hybrid multi-mechanism optimization approach for the payload packing design of a satellite module,” Applied Soft Computing, vol. 45, pp. 11-26, 2016.
[25] سید محمد نوید قریشی؛ محمد امین جعفری؛ امیر صداقتی؛ احسان ذبیحیان، "طراحی، تحلیل و آزمون سازه ماهواره مخابراتی مطابق با استاندارد ECSS،" علوم، فناوری و کاربردهای فضایی، دوره 3 (1)، 48-63، 1402.
 [26] رویا ثنائی؛ پویا طالبی نژاد؛ سید محمد جواد طباطبائی؛ مهدی فکور، "تأثیر برخورد تصادفی ریزشهاب‌سنگ‌ها بر طول عمر ماهواره با رویکرد پنل خورشیدی افزونه،" علوم، فناوری و کاربردهای فضایی، دوره 3 (1)، 114-122، 1402

  • تاریخ دریافت 29 مهر 1402
  • تاریخ بازنگری 04 آذر 1402
  • تاریخ پذیرش 26 دی 1402