3.1. Thiết lập bài tốn tối ưu biên dạng khí động của khí cụ bay điều khiển một
3.1.3. Lựa chọn phương pháp giải
Đạo hàm hệ số mơ-men mδ theo góc lật loa phụt δ khi vận tốc KCB
min
đạt giá trị cực tiểu được tính theo biểu thức: δ z.Vmi n = Cδ x min L xL P (3.16) Trong đó, xL P ref
là vị trí điểm đặt lực điều khiển của loa phụt ĐCHT theo trục dọc tính từ mũi KCB.
3.1.3. Lựa chọn phương pháp giải
Như vậy, có thể thấy bài tốn tối ưu biên dạng khí động KCB điều khiển một kênh sử dụng dây vi cáp có các đặc điểm sau:
- Là bài tốn tối ưu đa mục tiêu có số lượng hàm ràng buộc lớn và nhiều tham số thiết kế. Các phương pháp tối ưu thơng thường gặp nhiều khó khăn khi áp dụng cho dạng bài toán này.
- Các hàm mục tiêu và ràng buộc của bài tốn khơng được biểu diễn dưới dạng tường minh theo các tham số thiết kế, do đó khơng thể tính tốn đạo hàm riêng của chúng theo các tham số thiết kế.
mg y C ≈ max z. V m T . V y
- Một số hàm mục tiêu và ràng buộc chỉ nhận được khi giải bài tốn mơ phỏng động lực học bay. Do đó, để giải bài tốn tối ưu cần thiết phải giải bài tốn mơ phỏng động lực học bay. Với một bài tốn tối ưu cần phải tính tốn nhiều phương án nên sẽ tiêu tốn nhiều thời gian.
Phương pháp nghiên cứu không gian tham số PSI là phương pháp tối ưu thuộc nhóm các phương pháp tìm kiếm ngẫu nhiên trong khơng gian các tham số thiết kế. Để xác định tọa độ các điểm tìm kiếm có thể sử dụng nhiều dạng chuỗi khác nhau. Trong đó việc sử dụng chuỗi LPτ được biết đến là phương pháp hiệu quả do chuỗi LPτ đã được chứng minh là chuỗi phân bố đều nhất đến thời điểm hiện tại đối với miền tìm kiếm nhiều chiều trong khi số lượng các điểm tìm kiếm ít hơn nhiều so với các dạng chuỗi khác.
Qua việc phân tích ưu nhược điểm các phương pháp tối ưu ở phần tổng quan, nhận thấy phương pháp nghiên cứu khơng gian tham số có nhiều ưu điểm và thuận tiện khi giải bài tốn tối ưu đa mục tiêu biên dạng khí động KCB điều khiển một kênh sử dụng dây vi cáp như sau:
- Phương pháp PSI có thể được triển khai thực hiện đơn giản, thuận lợi dưới sự trợ giúp của máy tính.
- Phương pháp PSI cho phép giải bài toán tối ưu đa mục tiêu có nhiều tham số thiết kế, nhiều hàm ràng buộc và mục tiêu dạng khác nhau. Các hàm mục tiêu và ràng buộc không bắt buộc phải biểu diễn dạng tường minh theo các tham số thiết kế.
- Quá trình giải bài tốn có sự phân tích bảng kết quả tính tốn, cho phép đánh giá và có sự thỏa hiệp thay đổi các ràng buộc cũng như mở rộng khơng gian tìm kiếm để bài tốn có nghiệm. Người lập trình kiểm sốt q trình hoạt động của tồn bộ chương trình, đánh giá các kết quả đạt được và thực hiện các điều chỉnh cần thiết để đạt được lời giải mong muốn của bài tốn tối ưu. Các bước có sự can thiệp của người lập trình là: xác định tập các điểm chấp
1
2 zSM Lref m V 2
Jz2
nhận được D và lựa chọn phương án thiết kế tối ưu.
- Số lượng tính tốn cần thiết khơng q lớn, do đó có thể rút ngắn thời gian tính tốn.
Do đó luận án lựa chọn phương pháp nghiên cứu không gian tham số PSI sử dụng chuỗi LPτ để tối ưu biên dạng khí động KCB do tính thuận tiện và có nhiều ưu điểm hơn so với các phương pháp khác. Dưới đây trình bày các nội dung cơ bản của phương pháp giải bài toán tối ưu.