鱼雷是现代战争中重要的水中作战武器,鱼雷总体设计的优良直接决定了鱼雷在实际应用中的性能。鱼雷一般由控制、自导、动力、线导、引信、供电、战斗、推进等系统组成,各个系统之间通过耦合方式连接。由于系统过于复杂,导致鱼雷总体设计研究困难重重。在之前的鱼雷优化设计研究中,往往先将鱼雷拆分成独立的子系统,然后再对鱼雷的子系统进行单独优化,这种研究方法降低了鱼雷优化的难度,但是得到的结果往往不是全局最优。近年来,借助于计算机仿真技术及鱼雷整体仿真技术的发展,鱼雷总体设计正逐步成为新的研究热点与难点。本文就是研究在全弹道鱼雷仿真基础上的鱼雷整体优化问题。可是,由于鱼雷仿真系统包含雷体运动学动力模型、自导检测概率模型、弹道模型、目标运行模型等众多组成部分,高维、强非线性、无表达式、系统不光滑、计算时间过长等因素为在此基础上的优化设计带来了极大的挑战。针对这一困难问题,本文作了如下研究工作。(1)首先,我们面对的鱼雷仿真模型问题是一个7维的、强非线性、系统不光滑,无表示式、仿真时间长的黑箱问题。针对这一复杂的优化问题,我们选用具有不受函数可导或连续的约束、只运用函数本身的数值进行寻优、能快速收敛到全局近似最优解、且易推广到多目标等特点的遗传算法进行优化求解。在种群大小为10,迭代次数为20,初始的最优个体为0.41,经过近20个小时的运算,运算的最优结果为0.3455,最终得到了一个实践上可接受的结果。另外,我们将遗传算法推广到多目标问题,在耗时约21个小时的计算,最后得到了两组Pareto解集。(2)为了进一步克服鱼雷总体设计模型仿真时间太长,导致整个求解时间过长的问题,我们采用空间映射算法对鱼雷总体设计模型的进行优化求解,通过建立粗糙模型,将搜索中鱼雷仿真的工作转移到快速的粗糙模型上。为了建立良好的粗糙模型,我们首先对鱼雷仿真模型进行分析,通过采样对鱼雷总体设计模型进行了降维处理;运用样本的重复率了解模型的极值点分布情况;最后对样本进行改进,并在此基础上运用神经网络建立了一个较好的粗糙模型。(3)最后,在建立好粗糙模型的基础上,运用空间映射算法对鱼雷总体多学科模型进行优化,优化时间减少为24分钟,最后优化的结果为0.3436,相比遗传算法耗时20个小时得到最优解,可以说,空间映射算法能够在时间较短的情况下,得到了一个还不错的优化结果。