[发明专利]一种实现太阳翼调频作动器位置优化的方法有效

专利信息
申请号: 201811445100.X 申请日: 2018-11-29
公开(公告)号: CN109241698B 公开(公告)日: 2019-10-11
发明(设计)人: 费庆国;朱锐;姜东;曹芝腑;王桂伦 申请(专利权)人: 东南大学
主分类号: G06F17/50 分类号: G06F17/50
代理公司: 南京苏高专利商标事务所(普通合伙) 32204 代理人: 王安琪
地址: 210096 *** 国省代码: 江苏;32
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摘要:
搜索关键词: 太阳翼 作动器 调频 遗传算法 位置优化 全局 搜索 布置位置 参数变化 分析模块 工况文件 计算能力 加载区域 模型计算 目标函数 实际工程 最优位置 有效地 最优化 静力 寻优 调用 施加
【权利要求书】:

1.一种实现太阳翼调频作动器位置优化的方法,其特征在于,包括如下步骤:

(1)根据太阳翼调频加载区域的范围,确定参数变化范围;具体包括以下步骤:

(11)根据太阳翼实际可加载的区域,确定位置参数范围:

其中(x,y,z)为作动器起始布置位置坐标,xlb,xub为x方向的范围的上下界,ylb,yub为y方向的范围的上下界,太阳翼在xy平面内,故z为常值;

(12)假定作动器的数量为n,作动器作用外力为F,确定其他参数范围,考虑作动器布置的角度影响,由于制造工艺的限制,作动器布置的角度即与x抽的夹角在离散数值中选取:

α∈D={α12,…,αk}(2)

其中D表示有k个离散角度变量所属的离散数集,α为所取的角度变量;

(2)基于Nastran软件非线性静力分析模块生成一个施加作动器作用的计算工况文件;

(3)通过Matlab中GA遗传算法修改Nastran生成的*.bdf文件信息,明确目标函数进行全局化搜索,最终获得最优化作动器布置位置。

2.如权利要求1所述的实现太阳翼调频作动器位置优化的方法,其特征在于,步骤(2)中,基于Nastran软件非线性静力分析模块生成一个施加作动器作用的计算工况文Origin.bdf,提交计算确定结构初始基频w0

3.如权利要求1所述的实现太阳翼调频作动器位置优化的方法,其特征在于,步骤(3)中,通过Matlab中GA遗传算法修改Nastran生成的*.bdf文件信息,明确目标函数进行全局化搜索,最终获得最优化作动器布置位置具体包括以下步骤:

(31)确定每次迭代种群的个体数量为m;

(32)每个个体对应n个作动器,根据公式(1)给定约束范围,随机生成n个起始点,分别为(xi,yi,z0),其中i依次取1,2到n;

(33)针对步骤(32)中的每个作动器,根据公式(2)的范围,随机生成相应的角度值α,由于确定坐动器的位置需要二个点,由起始点坐标信息,其对应的角度信息,获得对应作动器的末端坐标信息,公式如下

其中,l为作动器的长度;

(34)由于施加作动器的机理是在结构上施加预紧力,故需要确定作动器作用的网格节点位置,基于MATLAB软件读取Origin.bdf文件信息,将太阳翼有限元模型的网格节点坐标与上述作动器起始点坐标匹配,确定节点起始点编号为N1,末端起始点编号N2,通过修改上述*.bdf文件,更改作动器作用力的节点编号实现新工况的生产,并提交Nastran计算读取现有结构的基频wj,j范围为1,2,…,m;

(35)定义目标函数为:

基于MATLAB中的GA遗传算法调用NASTRAN软件,通过上述方法,实现全局化搜索,实现最优化的作动器位置布置,当R达到最小时,即wj达到最大值,作动器布置的位置可以最大程度提高结构的基频,避免太阳翼与成像仪发生耦合共振。

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