[发明专利]一种实现太阳翼调频作动器位置优化的方法

说明书

本发明公开了一种实现太阳翼调频作动器位置优化的方法，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；(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。本发明基于MATALB中GA遗传算法调用修改Nastran生成的模型计算文件进行全局化搜索，由于遗传算法具有全局寻优的优势，同时利用NASTRAN计算能力，可以有效地确定太阳翼结构调频的最优位置，具有实际工程意义。

技术领域

本发明涉及作动器优化方法技术领域，尤其是一种实现太阳翼调频作动器位置优化的方法。

背景技术

在卫星结构上，一般会配置微波成像仪结构，太阳翼的若干阶频率与微波成像仪有效载荷工作频率比较接近，可能会引起星体姿态的耦合振荡。为了避免出现太阳翼与微波成像仪之间发生耦合共振，可以通过布置作动器来实现太阳翼频率调节。

作动器布置的位置及数量等都会对结构的频率调节产生影响。针对给定的太阳翼结构，如何确定作动器布置最优的位置，以实现太阳翼调频的目的，已成为亟待解决的实际工程问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种实现太阳翼调频作动器位置优化的方法，能够有效地确定太阳翼结构调频的最优位置，具有实际工程意义。

为解决上述技术问题，本发明提供一种实现太阳翼调频作动器位置优化的方法，包括如下步骤：

(1)根据太阳翼调频加载区域的范围(作动器加载的区域)，确定参数变化范围；

(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。

优选的，步骤(1)中，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，x_lb,x_ub为x方向的范围的上下界，y_lb,y_ub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＝{α¹,α²,…,α^k} (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。

优选的，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。

优选的，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(x_i，y_i，z₀),其中i依次取1,2到n；