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提出了一种可用于求解非线性约束优化问题的改进粒子群算法，并将其用于求解复合材料可靠性优化设计。在满足层合结构系统可靠度的情况下，以总厚度最小为目标函数，对复合材料的纤维方向角和厚度进行优化设计。结果表明，改进粒子群算法不但具备基本算法的简单易实现、需调整参数少的特性，而且能够在确保全局收敛性的基础上，快速搜索到高质量的优化解，对复合材料层合结构的可靠性优化设计十分有效。