计算机辅助几何设计（CAGD）起源于航空工业，正是由于飞机的复杂外形，使其与曲线曲面造型设计密切相关，而曲线曲面的优化又是现代产品设计的重要因素，所以有关优化方法的研究具有极其重要的现实意义。当前，产品设计过程中造型设计和工程设计相互脱节，工业设计师在造型时更多的从美学和人机工程学角度进行曲面设计，对产品曲面受力、变形与强度等工程因素考虑较少；而机械工程师在设计产品结构、制定制造工艺时常常根据工程需求修改造型设计，这就使得产品美观和舒适受到了影响。所以，为了使曲面更好地达到人机功能和设计性能的双重要求，在产品曲面设计之初，就应该综合考虑这两方面因素。本文就是鉴于人机工程学、逆向工程、机械设计等理论，综合考虑了产品的美观舒适和结构功能，使得复杂曲面光顺，并最终达到设计要求。本论文以座椅靠背曲线曲面的光顺性、人机交互舒适性能和曲面力学与强度性能优化设计为目标，以能量法为基础，研究建立靠背曲线曲面多学科造型优化设计的数学模型和优化方法。首先，通过三坐标测量仪测量得到人体背部数据，并依此构造出曲线曲面数据，然后以三次均匀B样条曲线和双三次B样条曲面为光顺对象，把测量所得的数据转化为其控制参数。其次，综合考虑能量法的优缺点，引入最小二乘法，采用最小二乘能量法建立曲线曲面光顺优化的数学模型，研究了在外载荷、材料特性等物理约束条件下对于曲线曲面能量法的改进，且在人机工程学、汽车座椅力学和几何约束条件下，形成了最终优化模型。再次，引入扰动因子改善粒子群算法自身性质，同时，把基本粒子群算法结合遗传算法的性质建立一种新的粒子群算法，来进行曲线曲面优化的新控制点的搜索运算，比较优化前后曲线曲面，证明其有效性。并把它对曲线的优化结果，同其他优化算法优化结果作比较，验证此算法在本文应用中的优越性。最后分析优化后曲面的光顺性，证明论文研究方法是可行的，并且可把它应用在其它复杂人机曲面优化中。