针对复杂系统的优化设计问题，提出了面向非层级复杂系统的多学科目标兼容优化设计方法，对其基本思路、原理进行阐述。通过在系统级中建立兼容约束和在子系统中构造兼容目标，使各子系统在独立优化设计的同时满足各系统之间的耦合关系，并使系统得到总体的最优解。并将此算法应用于梳齿式微加速度计的设计中，验证了此方法的可行性。

基于micro-electro-mechanical system(MEMS)技术的微机械陀螺是集传感器、致动器、检测与控制等于一体的复杂多学科交叉系统,其整体特性是各个子系统综合作用的结果.在充分考虑工艺、结构、电路、工作环境等多学科或因素的约束条件下,提出微机械陀螺的多学科概念设计模型.以陀螺的灵敏度最大为优化目标,利用遗传算法对设计模型进行全局优化,获得初步的最优设计方案,并采用有限元软件ANSYS验证优化结果的正确性.

给出了多学科层级优化算法模型，对梳齿式微加速度计的结构参数进行了优化设计，对优化前后的梳齿式微加速度计进行了有限元仿真分析。优化设计结果表明，微加速度计的工作性能有明显提高．有限元仿真分析结果验证了多学科层级设计优化方法的有效性。

多学科设计优化（MDO）在实际应用中面临计算量庞大而复杂的困难,而云计算为解决这种困难提供了手段。利用云计算整合优化资源方面的优势去解决多学科优化过程的难题,按云服务理念,将MDO作为一种服务,搭建了面向MDO的云优化平台,以目标级联法作为MDO的典型代表,对MDO问题进行层级分解,将复杂的工程系统分解为相互联系的若干子系统,降低了原优化问题的求解困难,以几何规划问题和汽车燃烧室的优化设计为例,探讨了云环境下MDO求解的有效性。

结合自行车在使用过程中所面临的结构、动力学、振动等问题，在SolidWorks中建立桁架三维模型，在HyperWorks中建立桁架的结构模型和谐响应模型，通过Isight集成多学科优化，选用非线性序列二次规划算法（NLPQL）进行梯度优化。优化结果表明，在满足约束条件的情况下使桁架总质量下降8.131%，达到了整体轻量化的目的。