[发明专利]一种考虑在轨热环境的星载网状可展开天线结构优化方法

摘要

本发明公开了一种考虑在轨热环境的星载网状可展开天线结构优化方法，首先给定初始点，收敛精度和索网应变下限；其次在第R次平衡状态的基础上，确定第R次迭代时索应变关于设计变量的梯度向量、应力关于设计变量的梯度向量、精度关于设计变量的梯度向量及目标函数关于设计变量的梯度向量；然后求解优化模型得到第R次的设计变量修正量；再次第R次迭代后的设计变量修正；最后重复该过程，直到得到最优解。本发明既能够满足天线设计时的硬性要求，又能对设计效果进行优化；可在提高反射面精度及减轻结构重量的情况下，有效保证索段张力不发生松弛；在保证计算精度的同时，可显著提高天线结构设计时的计算效率；可显著减少结构设计时的计算量。

主权项

1.一种考虑在轨热环境的星载网状可展开天线结构优化方法，在满足反射面精度与结构强度约束的条件下，通过设计索单元放样长度和索‑桁横截面尺寸，实现整体结构重量最轻，其特征在于，所述考虑在轨热环境的星载网状可展开天线结构优化方法包括：步骤一，定初始点x⁰，收敛精度ξ和索网应变下限α，其中n₁为组合结构索单元数目，n₂和n₃分别为索单元和桁架单元横截面尺寸；步骤二，在第R次平衡状态的基础上，确定第R次迭代时索应变关于设计变量的梯度向量▽ge(xR)、应力关于设计变量的梯度向量▽he(xR)、精度关于设计变量的梯度向量▽D(xR)及目标函数关于设计变量的梯度向量▽W(xR)；步骤三，采用如下的优化模型来求解第R次的设计变量修正量：qp(δxp,δxpmin,δxpmax)≤0,(p＝1,2,···,n1+n2+2n3)；其中，为第R次的设计变量修正量，W(x^R)为第R次的系统重量，g_e(x^R)为第R次的索应变，h_e(x^R)为第R次的应力，D(x^R)为第R次的精度，q_p表示上下限约束，即δx_pmin≤δx_p≤δx_pmax；步骤四，第R次迭代后的设计变量修正为xR+1＝xR+λ·δxR，其中，步长因子λ满足0＜λ≤1；步骤五，重复该过程，直到得到最优解，满足给定的收敛条件。