[发明专利]用于航天器热试验的红外灯阵的优化设计方法及装置

权利要求书

1.一种用于航天器热试验的红外灯阵的优化设计方法，包括：

构建初始红外灯阵，所述初始红外灯阵包括m行和n列，每行中相邻红外灯之间具有行间距，每列中相邻红外灯之间具有列间距，每个红外灯具有距离被照面的高度，m和n都是大于等于1的正整数；以及

采用第一优化算法对所述行间距、所述列间距和所述高度进行优化迭代计算，所述第一优化算法的目标函数包括所述红外灯阵的热流分布不均匀度，停止迭代的条件包括所述热流分布不均匀度小于第一目标值。

2.如权利要求1所述的优化设计方法，其特征在于，所述第一优化算法的约束条件包括所述行间距和列间距从所述红外灯阵的中心向外周逐渐减小，所述高度从所述红外灯阵的中心向外周逐渐降低。

3.如权利要求1所述的优化设计方法，其特征在于，在所述构建初始红外灯阵的步骤中，还包括：基于工程经验设置所述行间距的初始行间距和所述列间距的初始列间距。

4.如权利要求1所述的优化设计方法，其特征在于，所述第一优化算法包括粒子群优化算法。

5.如权利要求1所述的优化设计方法，其特征在于，在所述采用第一优化算法对所述行间距、所述列间距和所述高度进行优化迭代计算的步骤中，还包括：设置行间距界限、列间距界限和/或高度界限；判断所述行间距是否超过所述行间距界限、判断所述列间距是否超过所述列间距界限和/或判断所述高度是否超过所述高度界限；当超过时，使所述行间距位于所述行间距界限之内、使所述列间距位于所述列间距界限之内和/或使所述高度位于所述高度界限之内。

6.如权利要求5所述的优化设计方法，其特征在于，使所述行间距位于所述行间距界限之内、使所述列间距位于所述列间距界限之内和/或使所述高度位于所述高度界限之内的步骤包括：

当xx_max时，使x＝2*x_max-x；

当xx_min时，使x＝2*x_min-x；

其中，x表示所述行间距、所述列间距或所述高度，x_min,x_max分别表示所述行间距界限、所述列间距界限或所述高度界限中的最大值和最小值。

7.如权利要求1所述的优化设计方法，其特征在于，在所述采用第一优化算法对所述行间距、所述列间距和所述高度进行优化迭代计算的步骤中，还包括：当迭代次数大于预设阈值并且所述热流分布不均匀度不小于所述第一目标值时，重新构建所述初始红外灯阵为第二红外灯阵，所述第二红外灯阵的面积等于所述初始红外灯阵，所述第二红外灯阵包括m+1行和n列，或所述第二红外灯阵包括m行和n+1列。

8.如权利要求1所述的优化设计方法，其特征在于，还包括：将所述初始红外灯阵划分为四个象限，所述采用第一优化算法对所述行间距、所述列间距和所述高度进行优化迭代计算的步骤包括：选取所述四个象限中的一个象限作为目标象限，对所述目标象限中的红外灯的行间距、列间距和高度进行优化迭代计算。

9.如权利要求1所述的优化设计方法，其特征在于，还包括：将航天器热试验中的被照面分割为多个矩形基本被照面，针对所述矩形基本被照面构建所述初始红外灯阵。

10.如权利要求9所述的优化设计方法，其特征在于，所述被照面的形状包括矩形、L形、凹形和凸形中的任意一种或多种的组合。

11.如权利要求9所述的优化设计方法，其特征在于，还包括：依次针对每个所述矩形基本被照面构建所述初始红外灯阵，并且采用第一优化算法对所述行间距、所述列间距和所述高度进行优化迭代计算；根据每个所述矩形基本被照面的热流分布不均匀度获得总热流分布不均匀度；采用第二优化算法对每个所述矩形基本被照面的电流参数进行优化迭代计算，停止迭代的条件包括所述总热流分布不均匀度小于第二目标值。