本文以航天结构的优化设计为背景,结合拥有自主产权的SiPESC平台,对于航天结构中优化问题提出了效率高与适应性好的优化方案。开发了一套多目标进化算法程序,并结合该程序研究典型航天结构多目标优化,为结构优化设计提供充分的备选方案。对于遥感卫星热变形控制问题,航天结构在轨运行时,温度环境复杂。卫星底座的热变形对于高精度望远镜的正常工作影响很大。本文通过设计底座与望远镜连接的适配器结构,以连接适配器复合材料铺层角度为设计变量,以卫星底座与光学望远镜连接点平面度误差为优化目标。优化铺层角度时,需要引入层合板制造过程的工艺约束与层合板铺层规范,通过重新构造优化流程引入约束处理,使用遗传算法搜索最优设计。对于轨道飞行器舱门机构系统与密封性要求,提出以刚度匹配性能作为密封性指标的舱门锁点与结构布局优化模型,并采用子结构策略提高布局优化模型的求解效率。首先,本文以节点位移差值方式解决了舱门与边界在有限元网格节点存在不匹配的问题,建立了某轨道飞行器舱门锁点,包括位置、数量与布局的系统优化模型。考虑到布局优化问题不适合用梯度类优化算法,而智能演化算法计算量大,采用子结构策略避免非接触区域的反复计算,大幅度提高布局优化模型的求解效率。航天结构设计中,经常存在多个设计指标之间相互矛盾,多目标进化算法通过在全局搜索,变异重组,适应度计算,精英个体保留的演化过程是结果收敛到帕累托前沿并保证种群的多样性。多目标进化算法进化工程主要目标为,种群进化方向指向帕累托前沿;保证进化过程中种群的多样性,避免种群早熟陷入局部最优解;每一代进化需要保留精英个体。由于多目标进化算法发展尚未成熟,优秀的算法层出不穷。本文使用了Python面向对象的程序设计,开发了多目标进化算法程序模块,该程序便于集成优秀算法,也利于工程实用。最后本文结合多目标优化程序,研究航天桁架与小卫星的优化设计,给出了更多可靠的设计方案,为设计师提供了更多的设计备选。