Die Entwurfsoptimierung (EO) ist ein neuer Ansatz für die Konzept- und Entwurfsphase von Raumfahrtmissionen. Über die Anwendung einfacher aber systemübergreifender Modelle erlaubt die EO Aussagen über die Leistungsfähigkeit verschiedener möglicher Konzepte zur Erfüllung der Missionszielstellung. Der erste Teil der Arbeit stellt die EO in einen Kontext zu anderen Verfahren und zeigt die Potenziale vorgeschlagener EO-Konzepte auf. Darauf aufbauend wird ein Konzept für eine EO von Raumfahrtmission abgeleitet. Als Optimierungsverfahren werden Evolutionäre Algorithmen verwendet, für den Modellaufbau Entwurfsgrammatiken vorgestellt. Der entworfene Prozess wird am Beispiel der Zeitplanung für die Verwendung der Nutzlasten einer Mondmission demonstriert. Ein zweites Beispiel befasst sich mit der Auslegung einer Asteroidenmission. Jeweils werden die Ergebnisse eines manuellen Entwurfs mit denen der EO verglichen. In den betrachteten Beispielen stellt die EO mit vertretbarem Aufwand einen Mehrwert an Informationen für die Entscheidungsfindung bereit.

    Conceptual Design Optimisation (CDO) is a novel approach for the early design phases of space missions. With the usage of low fidelity but interdisciplinary system models the CDO provides information about the performance of different concepts fulfilling the mission objectives. The first part of this work is focused on the CDO process itself. A process is proposed including Evolutionary Computation as optimisation algorithm and Design Grammar as modeling method. The second part demonstrates the application of the CDO to a payload scheduling problem and a mission design of an asteroid reconnaissance mission. For both examples design results with and without CDO are compared. The examples show that the CDO can provide better information for decision making in the early design phases with an acceptable amount of additional effort.


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    Title :

    Möglichkeiten der Entwurfsoptimierung von Raumfahrtmissionen unter Anwendung Evolutionärer Algorithmen


    Contributors:

    Publication date :

    2011


    Size :

    174 Seiten, Bilder, Tabellen, 218 Quellen



    Type of media :

    Theses


    Type of material :

    Print


    Language :

    German