实际工程应用中的优化问题大部分有多个目标,称为多目标优化问题。目前的优化软件都存在着算法种类少、使用不方便等问题,不能有效解决多目标优化问题。因此开发一个包含多种高效算法、便于使用的多目标优化软件具有很大的现实意义和应用价值。本文研究用面向对象方法进行多目标优化软件的开发,介绍了多目标优化方法库的设计开发过程和在数值算例、实际工程问题中的应用。 由于其目标之间的竞争性,多目标优化问题的解不是一个让各个目标同时达到最优的“最优解”,而是一个由许多非劣解组成的非劣解集。多目标优化的目的是寻一个让决策者最满意的非劣解或整个非劣解集。 多目标优化方法库用C++语言在Microsoft Visual C++ .NET集成开发环境下开发完成。利用面向对象方法对该软件进行分析和设计,将其分为优化模型、优化算法等几个模块。算法模块中包含11种最具代表性的多目标优化算法,分别属于基于偏好的方法和产生式方法两大类。基于偏好的方法包括线性加权法、极大极小法等,它们利用决策信息把多目标优化问题转化为单目标问题,然后再用数学规划求得一个最终解;产生式方法不需要任何决策信息,试图获得问题的非劣解集。产生式方法包括各种多目标遗传算法、多目标粒子群算法和多目标模拟退火算法。 多目标优化方法库拥有简单实用、功能强大的图形用户界面,同时为用户提供了三种不同的方式用于导入不同特点的优化模型。图形用户界面大大减轻了用户进行多目标优化所需的工作量,提高了优化设计的工作效率。 在本文的最后,先用几个数值测试函数对方法库中几个产生式算法的性能进行了验证,然后用方法库对带控制舵再入飞行器进行了气动布局和外形优化。