نوع مقاله : مقالة‌ تحقیقی‌ (پژوهشی‌)

نویسندگان

1 مجتمع دانشگاهی هوافضا، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، تهران، ایران

2 دانشکده مهندسی هوافضا، دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی، تهران، ایران

چکیده

در طراحی، ایجاد یک زبان مشترک میان موضوعات مختلف مهندسی، درنظر گرفتن ترجیحات ذهنی طراح/مشتری و بهره‌گیری کامل از مزایای روش‌های MDO؛ ازمهم‌ترین فاکتورهابرای دستیابی به نتایج منطقی می‌باشد.دراین مقاله،یک رویکرد جامع ترجیح‌محور طراحی ارائه می‌شودکه تلاش دارددرساختاری دومرحله‌ای و با بهره‌گیری از دوبهینه‌ساز تودرتو،شاخص‌های انتزاعی راکه درقالب بیشینه‌سازی مفهوم رضایت طراح/مشتری بیان می‌گردند،درکناراهداف عملیاتی که درقالب یک معیار کارایی فرمول‌بندی می‌شود؛تامین نماید.درمرحله اول روشCPD، بابهره‌گیری ازمفهوم رضایت،ترجیحات ذهنی طراح/مشتری درقالب روابط فازی به‌شکل شاخص‌های الزامی و آرمانی تعریف می‌گردند.از آن‌جایی که نتایج حاصل از این مرحله، غیردقیق هستند؛درمرحله دوم تلاش می‌شودتاباتعریف یک معیارکارایی و تبیین پارامترهای نگرش،مصالحه‌های لازم درجهت ارضای ترجیحات طراح/مشتری به‌منظور دستیابی به یک طرح بهینه انجام پذیرد.روش مذکوردرطراحی یک حامل برای ارسال محموله 1200کیلوگرمی به مدار 750 کیلومتری پیاده‌سازی شده است.برای ارزیابی پاسخ‌ها، فرآیند طراحی حامل با استفاده از رویکردMDOوچارچوب همه‌باهم(AAO) نیز انجام گرفته است.مقایسه نتایج نشان می‌دهد که علی‌رغم بیشتر بودن جرم حامل طراحی شده به روشCPD،رضایت سراسری این طرح بیشتربوده وترجیحات طراح/مشتری ارضا شده‌اند.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Applying a Novel Comprehensive Preference-based Design (CPD) Approach to Conceptual Design of Space Transportation System

نویسندگان [English]

  • Hojat Taei 1
  • Mahmood Haghighat Esfahani 1
  • Sajjad Yadegari Dehkordi 2

1 Department of Aerospace University Complex, Malek Ashtar University of Technology, Tehran. Iran

2 Department of Aerospace Engineering, K. N. Toosi University of Technology, Tehran, Iran

چکیده [English]

In this paper, a novel Comprehensive Preference-based Design (CPD) approach is presented which attempts to achieve subjective attributes that are defined in the concept of maximization of designer/customer's satisfaction in addition to objective goals which are formulated in the form of minimization of a performance criterion in a two-phase structure using two nested optimizers.In the first phase of CPD,using the concept of satisfaction,the subjective preferences of the designer/customer are defined in terms of fuzzy relationships and operators.Whereas the results of this phase are inaccurate,in the second phase,it is attempted to define a performance criterion and in order to achieve an optimal operational plan,attitude parameters and the compromises needed to meet the designer/customer's preferences are implemented.The methodology is utilized to design of a space launch vehicle for delivering 1200 kg payload to a 750 km orbit.Comparison of the results shows that despite the higher mass of launch vehicle designed by CPD,overall design satisfaction is higher and designer/customer's preferences have been satisfied.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Comprehensive Preference-based Design (CPD)
  • Space Transportation System
  • Performance criterion
  • Satisfaction
  • Fuzzy logic
  • optimization
  1. Cogan, Systems Engineering - Practice and Theory, Croatia: InTech Publication, 2012.
  2. Roshanian, M. Ebrahimi, "Latin hypercube sampling applied to reliability-based multidisciplinary design optimization of a launch vehicle", Aerospace Science and Technology, Vol. 28, No. 1, pp.297-304, 2013.
  3. M. Mirshams, H. Karimi, H. Naseh, "Multi-Stage Liquid Propellant Launch Vehicle Conceptual Design (LVCD) Software, Based on Multi-Parameter Optimization Idea", Journal of Space Science and Technology, Vol. 1, No. 2, 2008. (In Persian)
  4. Ullah, D.Q. Zhou, P. Zhou, M. Hussain and M. Amjad Sohail. "An approach for space launch vehicle conceptual design and multi-attribute evaluation." Aerospace science and technology, Vol. 25, No. 1, pp. 65-74, 2013.
  5. Roshanian, M. Ebrahimi, E. Taheri, A. A. Bataleblu, "Multidisciplinary design optimization of space transportation control system using genetic algorithm", Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part G: Journal of Aerospace Engineering, Vol. 228, No. 4, pp. 518-529, 2014.
  6. R. Martins, A. B. Lambe, "Multidisciplinary design optimization: a survey of architectures", AIAA journal, Vol. 51, No. 9, pp. 2049-2075, 2013.
  7. Dupont, A. Tromba, S. Missonnier, "Multidisciplinary system optimisation on the design of cost effective space launch vehicle." World Congress of Structural and Multidisciplinary Optimization, Vol. 2017, 2017.
  8. Mirshams, J. Roshanian, S. Yadegari D., A. A. Bataleblu,  "Launch vehicle collaborative robust optimal design with multiobjective aspect and uncertainties," Modares Mechanical Engineering, Vol. 15, No. 11, pp. 339-350, 2016. (In Persian)
  9. M. Hashemi D., H. Darabi, J. Roshanian, "Comparison between traditional method (statistical method) and multidisciplinary optimization method (aao) in designing of a lightweight liquid propellant LV", Journal of Space Science and Technology, Vol. 5, No. 1, 2012.
  10. F. Brown, J. R. Olds, "Evaluation of multidisciplinary optimization techniques applied to a reusable launch vehicle," Journal of Spacecraft and Rockets, Vol. 43, No. 6, pp. 1289-1300, 2006.
  11. Chhabra, M. R. Emami, "Aholistic approach to concurrent engineering and its application to robotics", Concurrent Engineering, Vol. 22, No. 1, pp. 48-61, 2014.
  12. Chhabra, M. R. Emami, "A holistic concurrent design approach to robotics using hardware-in-the-loop simulation", Mechatronics, Vol. 23, No. 3, pp. 335-345, 2013.
  13. M. R. Emami, I. B. Türksen, A. A. Goldenberg, "A unified parameterized formulation of reasoning in fuzzy modeling and control", Fuzzy sets and systems, Vol. 108, No. 1, pp. 59-81, 1999.