网状反射面可展开天线的结构优化设计研究

论文摘要

网状反射面天线是目前空间可展开天线的主要结构形式之一。本文的研究工作基于某预研项目:某可展开天线综合设计平台。主要内容包括以下几个方面:1)以索的力密度为设计变量,天线网面精度及预拉力分布均匀性为目标函数,建立了基于力密度法的天线索网结构找形优化模型。算例结果表明,通过该找形方法可以获得较高的网面精度和较均匀的索网预拉力。2)应用Morris设计变量抽样检验方法,以调整索的力密度为设计变量,天线网面精度为目标函数,进行了调整索的敏感性分析,为进一步研究网面的调整技术打下了基础。3)建立了参数化的铰接肋天线展开态有限元分析模型,并将其应用于天线的结构优化设计。建立了网状反射面天线的展开态优化模型,对其结构进行了优化设计,使其满足重量、形面精度、静力和动力性能要求。4)完成了综合设计平台的优化模块软件。介绍了优化模块的功能、设计方案及关键技术,并进行了算例验证。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 空间可展开天线的发展现状
• 1.3 网状反射面天线索网结构网面形态设计研究现状
• 1.4 网状反射面天线优化设计研究现状
• 1.5 本文的主要工作
• 第二章 网状反射面天线索网结构的形态优化设计
• 2.1 引言
• 2.2 常用的找形方法
• 2.2.1 力密度法
• 2.2.2 动力松弛法
• 2.2.3 非线性有限元法
• 2.3 基于力密度法的网状反射面天线索网结构形态优化方法
• 2.3.1 力密度法的基本原理
• 2.3.2 力密度形态优化设计方法
• 2.3.3 算例分析
• 2.3.4 结果对比
• 2.4 小结
• 第三章 网状反射面天线调整索的敏感性分析
• 3.1 引言
• 3.2 设计变量的敏感性分析
• 3.2.1 设计变量的基础效应
• 3.2.2 设计变量的独立随机抽样
• 3.3 网状反射面天线调整索的敏感性分析
• 3.4 小结
• 第四章 网状反射面天线结构展开态优化设计
• 4.1 引言
• 4.2 网状反射面天线展开态的参数化建模
• 4.2.1 铰接肋天线的参数化建模
• 4.2.2 AstroMesh天线的参数化建模
• 4.3 网状反射面天线结构展开态优化建模
• 4.4 算例
• 4.5 小结
• 第五章 网状反射面天线综合设计平台优化模块
• 5.1 引言
• 5.2 网状反射面天线优化模块功能和设计方案
• 5.2.1 模块功能
• 5.2.2 设计方案
• 5.3 关键技术
• 5.3.1 变量解析
• 5.3.2 优化过程干预
• 5.3.3 优化过程可视化
• 5.4 网状反射面天线优化模块界面及算例验证
• 5.5 小结
• 第六章 总结与展望
• 6.1 工作总结
• 6.2 工作展望
• 致谢
• 参考文献