[发明专利]望远镜主镜子镜模型的Whiffletree支撑点位置的优化设计方法

摘要

本发明公开了一种望远镜主镜子镜模型的Whiffletree支撑点位置的优化设计方法，包括以下步骤：(1)简化子镜模型；(2)确定Whiffletree支撑点数量并对各支撑点的位置进行参数化表示；(3)建立子镜及支撑点的参数化模型，并赋初值，施加约束和载荷进行首次静力学分析，得出该子镜上表面所有节点位移；(4)计算节点位移的均方根值RMS；(5)以支撑点的位置参数作为优化变量、以最小的RMS作为优化目标进行优化，得到优化后的Whiffletree支撑点位置。本发明通过对优化方法整体流程步骤、各个关键步骤所使用的参量等进行改进，能够获得合理的支撑点的位置参数，得到满足设计要求的子镜上表面面型精度。

主权项

1.一种望远镜主镜子镜模型的Whiffletree支撑点位置的优化设计方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)对子镜其上下表面进行简化，得到能够与该子镜的上表面和下表面相对应的平面简化模型；(2)根据子镜形状及所使用材料的特性，得出该子镜允许的最少支撑点数量；接着，结合Whiffletree结构确定轴向支撑Whiffletree支撑点数量，并得出与该Whiffletree支撑点数量相对应的Whiffletree支撑点位置的参数化表示；所述Whiffletree支撑点数量大于等于所述最少支撑点数量；(3)根据所述步骤(1)得到的所述简化模型，以及所述步骤(2)得到的所述Whiffletree支撑点位置的参数化表示，建立子镜及支撑点的参数化模型，然后对该参数化模型中各个所述Whiffletree支撑点的位置参数赋予满足Whiffletree支撑点分布要求对应的参数范围内的随机初值，接着对该参数化模型进行网格的划分和细化，并施加约束和子镜的载荷，进行首次静力学分析，得出该子镜上表面所有节点位移、以及节点位移最大值；(4)根据所述步骤(3)得到的所述子镜上表面所有节点位移，计算得出节点位移的均方根值RMS；(5)优化过程：以所述参数化模型中各个所述Whiffletree支撑点的位置参数作为优化变量，以最小的节点位移均方根值RMS作为优化目标，以各个节点的轴向位移均不超过预先设定值作为优化约束条件，利用优化算法对所述优化变量进行优化，得出最小节点位移均方根值RMS的最优值；与该最优值相对应的各个Whiffletree支撑点的位置参数即为得到的优化后Whiffletree支撑点位置；其中，子镜上表面所有节点位移的计算原理与所述步骤(3)中的所述首次静力学分析的原理相同；节点位移均方根值RMS的计算原理与所述步骤(4)中的计算原理相同。