大型星載可展開天線的動力優(yōu)化設(shè)計與工程結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計.pdf

1、本文的研究工作由兩部分組成:一是大型星載可展開天線的動力優(yōu)化設(shè)計,二是工程結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計.大型星載可展開天線動力優(yōu)化的研究工作是總裝備部"十五"重點預(yù)研項目—大型可展開天線技術(shù)的一部分,主要包括以下幾個方面:1.論述了當(dāng)前大型星載可展開天線的研究現(xiàn)狀,提出了我國在可展開天線設(shè)計,特別是在可展開天線動力優(yōu)化設(shè)計方面存在的問題.2.根據(jù)星載天線反射面結(jié)構(gòu)形式、天線展開驅(qū)動類型的不同,分別對星載可展開天線結(jié)構(gòu)進行了歸納總結(jié),并就星載可展開

2、天線所用材料進行了有針對性的介紹,對星載天線未來的發(fā)展趨勢進行了展望.3.通過對索網(wǎng)結(jié)構(gòu)幾何非線性的分析研究,建立了周邊桁架式可展開天線結(jié)構(gòu)的非線性靜力分析與動力分析計算模型,并將其應(yīng)用于實際天線結(jié)構(gòu)的計算中,取得了合理的計算結(jié)果.4.對周邊桁架式可展開天線結(jié)構(gòu)動、靜力性能以及各種設(shè)計參數(shù)對其性能的影響進行了系統(tǒng)地分析,建立了周邊桁架式可展開天線結(jié)構(gòu)處于展開狀態(tài)時的動力優(yōu)化模型.5.針對周邊桁架式可展開天線動力優(yōu)化模型具有高非線性、設(shè)計

3、變量類型復(fù)雜、求解規(guī)模大等困難,提出了將遺傳算法(GA)引入可展開天線動力優(yōu)化設(shè)計中的思想,利用改進后的遺傳算法對優(yōu)化模型進行了優(yōu)化計算,取得了合理的優(yōu)化結(jié)果.6.根據(jù)星載可展開天線具有結(jié)構(gòu)兩態(tài)性的特點,首次嘗試了同時考慮兩種狀態(tài)—發(fā)射時的收攏狀態(tài)和工作時的展開狀態(tài)下的可展開天線動力優(yōu)化設(shè)計,建立了同時考慮星載天線處于兩種狀態(tài)下的動力優(yōu)化模型,并將其應(yīng)用于實際天線的優(yōu)化設(shè)計中,取得了合理的優(yōu)化結(jié)果.7.為解決周邊桁架式可展開天線處于收攏

4、狀態(tài)時結(jié)構(gòu)復(fù)雜,計算難度大的困難,提出了基于結(jié)構(gòu)剛度等效準(zhǔn)則的復(fù)雜結(jié)構(gòu)簡化計算方法,據(jù)此對可展開天線處于收攏狀態(tài)時的結(jié)構(gòu)模型進行了簡化處理,建立了相應(yīng)的計算模型,推導(dǎo)了結(jié)構(gòu)參數(shù)的等效計算公式,并對各材料參數(shù)對結(jié)構(gòu)特性,特別是結(jié)構(gòu)動力性能的影響做了較深入分析.8.比較了三種星載天線常用拉索布局類型的特點,分析了拉索系統(tǒng)布局改變對結(jié)構(gòu)精度、天線重量以及結(jié)構(gòu)動力性能的影響.建立了可展開天線的布局優(yōu)化數(shù)學(xué)模型,該模型以天線拉索系統(tǒng)中上、下懸索數(shù)