针对有效载荷的柔性化设计是微小卫星的主要研究方向.柔性化的设计方法对于提高微小卫星的性能价格比,缩短研制周期具有重要的作用.该文针对有效载荷——合成孔径雷达(SAR),给出微小卫星公用模块"微型核"的优化设计方法,不仅具有理论意义,而且具有重要的工程应用价值.该文首先研究了应用于航天器设计的多学科优化设计理论,给出了MDO的典型三学科耦合系统以及多学科优化设计问题的数学规划形式,然后对适用于多目标优化的遗传算法做了重点阐述,并建立了星载SAR的空间几何关系模型.其次,在参考卫星总体设计过程的基础上,针对星载SAR的部分任务要求,提出了适用于微型核参数优化的设计流程.对"微型核"系统的主要参数和性能进行了系统分析,如:成本分析和性能分析.分析了优化设计模型中的三个基本要素:设计变量、目标函数和约束条件,建立了"微型核"系统成本以及星载SAR性能的目标函数,并分析了优化设计模型的约束条件.最后,用多学科多目标方法建立起"微型核"优化设计模型,并应用多学科多目标设计优化算法求出最优解,对结果进行了分析.主要工作包括:(1)给出优化模型的单目标描述和多目标描述,(2)提出了多学科优化设计的合作协同进化算法,以及基于快速非超排序和排挤机制的多目标处理方法,并提出了多学科多目标优化设计方法的具体设计流程,(3)给出了遗传算法的选择、交叉、变异的操作方法,(4)针对仿真优化结果进行了分析,表明多目标的合作协同进化MDO算法对微型核优化设计是有效的、可行的.