1.一種基于KS函數的整體式結構系統設計的組件外形設計方法，其特征在于包括以下步驟：

(a)根據組件的CAD模型，利用KS函數構造組件邊界的隱函數；將組件區域劃分為子區域，對這些子區域進行布爾交、布爾并或布爾非的操作，得到整個組件區域，布爾交、布爾并和布爾非對應的KS函數分別為：

其中，p為KS函數的參數；對m個子區域作布爾交，這m個子區域的隱函數分別為Φ₁,Φ₂,...,Φ_m，Φ_max為Φ₁,Φ₂,...,Φ_m的最大值函數；對n個子區域作布爾并，這n個子區域的隱函數分別為Φ₁,Φ₂,...,Φ_n，Φ_min為Φ₁,Φ₂,...,Φ_n的最小值函數；KS_con、KS_dis和KS_neg分別為布爾交、布爾并和布爾非對應的KS函數表達式；

(b)通過結構的CAD模型建立有限元模型，將設計域劃分為規則的固定網格，組件嵌入式分布在設計域的網格中，定義載荷和邊界條件；

(c)建立組件協同拓撲優化問題的模型為：

find?η＝(η₁,η₂,...,η_enum);S＝(s₁,s₂,...s_n),其中s_i＝(x_i,y_i,θ_i)

min?f(η,S)

s.t.KU＝F

Gj(η,S)≤Gj‾,j=1,2,...,J]]>

Ck(S)≤C‾k,k=1,2,...K]]>

其中，η為設計域上的單元偽密度向量；enum為設計域網格數目；S為組件的位置設計變量，其中s_i＝(x_i,y_i,θ_i)分別代表第i個組件質心的x坐標、y坐標和方向坐標；n為組件數目；f(η,S)為拓撲優化問題的目標函數；K為有限元模型總體剛度矩陣；F為節點等效載荷向量；U為節點整體位移向量；G_j(η,S)為第j個約束函數，為第j個約束函數的上限，J為約束的數目；

(d)對上面建立的模型進行一次有限元分析，分別對目標函數和約束函數進行靈敏度分析，求得關于幾何設計變量和偽密度設計變量進行靈敏度分析；選取優化算法GCMMA對該問題進行優化設計，得到最優化結果。