吴蓓蓓，黄 海，吴文瑞

（北京航空航天大学 宇航学院，北京100191）

0 引 言

解析目标分流（ATC）方法是密歇西根大学的Michelena等于1999年基于产品开发过程的提出的一种复杂系统设计方法［1］，主要用于汽车、飞机等设计领域［2－3］；协同优化（CO）方法是斯坦福大学的Kroo等人于1994年针对航空系统学科间组织困难和通讯困难提出的一种两级多学科设计优化（MDO）方法［4］，在航天飞机、卫星和星座系统中得到广泛应用［5－6］。两种方法既存在相似性也有不同之处，本文在两种方法基本原理研究的基础上重点对两种方法的计算效率进行对比，已有研究中，密歇西根大学的Allison等人通过数学解析算例说明了两种方法的不同点和互补性［7］，文献 ［8］将两种方法应用到飞机设计中，得到了相近的结果，但上述研究对两种方法的计算效率无对比研究。同时，由于ATC方法在航天器MDO问题中的应用研究较少，本文将进一步将ATC方法的应用某卫星设计问题，推进其在航天器设计领域的应用。

1 基本原理

本节介绍两种方法的基本原理并讨论二者的相似和区别，它们是ATC与CO方法对比研究的基础。

1.1 ATC方法

ATC方法起初面向的是可分解为层级问题的产品设计，如图1所示，设计指标自系统到子系统到部件不断分流，同时各级响应由下而上不断反馈，系统、子系统和部件级各单元问题分别独立求解，上下级间交叠优化直到满足收敛条件优化过程停止。以第i级第j个问题Pij为例，其优化表达式如式（1）所示

式中：Xij＝［xij，yij，y（i＋1），R（i＋1），εR，εy］T——设 计 变 量，它包含局部设计变量xij，共享设计变量yij，子问题共享变量y（i＋1）和子问题响应矢量 R（i＋1），约束容差εR和εy。……