大型星載可展開天線的動力優(yōu)化設計與工程結構的系統(tǒng)優(yōu)化設計.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)化設計,二是工程結構的系統(tǒng)優(yōu)化設計.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"重點預研項目—大型可展開天線技術的一部分,主要包括以下幾個方面:1.論述了當前大型星載可展開天線的研究現狀,提出了我國在可展開天線設計,特別是在可展開天線動力優(yōu)化設計方面存在的問題.2.根據星載天線反射面結構形式、天線展開驅動類型的不同,分別對星載可展開天線結構進行了歸納總結,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.通過對索網結構幾何非線性的分析研究,建立了周邊桁架式可展開天線結構的非線性靜力分析與動力分析計算模型,并將其應用于實際天線結構的計算中,取得了合理的計算結果.4.對周邊桁架式可展開天線結構動、靜力性能以及各種設計參數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構處于展開狀態(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、設計

3、變量類型復雜、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)化結果.6.根據星載可展開天線具有結構兩態(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,并將其應用于實際天線的優(yōu)化設計中,取得了合理的優(yōu)化結果.7.為解決周邊桁架式可展開天線處于收攏

4、狀態(tài)時結構復雜,計算難度大的困難,提出了基于結構剛度等效準則的復雜結構簡化計算方法,據此對可展開天線處于收攏狀態(tài)時的結構模型進行了簡化處理,建立了相應的計算模型,推導了結構參數的等效計算公式,并對各材料參數對結構特性,特別是結構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)布局改變對結構精度、天線重量以及結構動力性能的影響.建立了可展開天線的布局優(yōu)化數學模型,該模型以天線拉索系統(tǒng)中上、下懸索數