索网式可展开天线结构的反射面精度优化调整技术研究

论文题目: 索网式可展开天线结构的反射面精度优化调整技术研究

论文类型: 博士论文

论文专业: 机械制造及其自动化

作者: 狄杰建

导师: 段宝岩

关键词: 索网式天线结构,星载天线,网面调整,表面精度,多目标优化混合变量,预张力,找形分析,动力分析,遗传算法

文献来源: 西安电子科技大学

发表年度: 2005

论文摘要: 本文针对星载天线高精度、轻质量的要求,以索网式天线为研究对象,较系统而深入地研究了初始平衡模型、静、动力学分析、以及网面精度调整等问题,结果表明基于优化技术的网面精度调整方法是可行的。具体如下: 1.建立了索网结构非线性有限元模型,提出了基于优化的综合找形法,确定了索网式天线结构的初始平衡模型。提出了两种施加索网预张力的实现途径:一是通过改变纵向调整索的张力来改变调整索对索网网面的作用力;另一种是通过改变网面上、下弦索的水平张力来改变网面的受力状况。数值结果表明,两种方法都能获得表面精度较高的初始模型,为索网式天线结构预张力的施加奠定了基础。 2.提出了基于优化技术的网面精度调整法,以单片辐射网为例研究了网面精度调整的策略与方法。建立了以反射面表面精度为目标,强度和频率为约束的优化数学模型。通过大量的数值计算,得出了基于索长改变量为设计变量的优化调整方法效率高的结论,为天线整体结构的网面调整奠定了基础。 3.针对索网式大型星载天线整体结构尺寸大、刚性差、单元数量多、约束条件多的特点,分别采用变量归并和累计函数技术,减少了设计变量与约束函数的个数。通过两种途径数值模拟了网面调整过程:一是对每片的16个纵向调整索都进行相应调整;另一种是对调整量和调整数目同时进行优化。数值结果表明,两种途径都能实现所要求的表面精度,对天线的网面调整工作具有一定的指导意义。 4.建立了以片数、纵向索数和预张力为设计变量,表面精度和结构重量为目标,应力和频率为约束的混合变量双目标优化模型,采用权重系数法将双目标化为单目标。数值结果表明,周边支撑对天线结构重量的影响较大,为提高天线的表面精度,可在设计阶段适当增多辐射单元的片数。这对天线的实际工程设计具有一定的参考价值。 5.简要介绍了国内外天线反射面表面精度的测量方法,提出了基于空间坐标测量的索力测定方法,减少了工程中借助索力测定工具进行测量的繁杂劳动。

论文目录:

中文摘要

英文摘要

第一章 绪论

1.1 工程背景

1.2 大型星载天线的特点

1.3 国外星载天线结构的发展现状

1.4 国内星载天线结构的发展现状

1.5 星载天线结构展开的驱动方式

1.6 星载天线结构的发展趋势

1.7 反射面精度调整技术的现状

1.8 本文的主要工作

第二章 索网式天线结构的有限元分析

2.1 引言

2.2 索网结构的静力分析

2.3 索网结构的动力分析

2.4 索网结构非线性分析的求解方法

第三章 索网结构的优化找形分析

3.1 引言

3.2 常用的找形方法

3.3 索网式天线结构的优化找形方法

3.4 遗传算法

3.5 小结

第四章 单片辐射网的优化调整

4.1 引言

4.2 网面调整基本原理

4.3 以最佳抛物面为参考基准面的优化调整方法

4.4 以理想抛物面为参考基准面的优化调整方法

4.5 小结

第五章 天线整体结构的网面精度优化调整

5.1 引言

5.2 天线整体结构的纵向调整索完全可调

5.3 天线整体结构的纵向调整索部分可调

5.4 问题讨论

5.5 小结

第六章 索网式天线结构的布局优化

6.1 引言

6.2 纵向调整索数及其预张力的优化

6.3 辐射片数、纵向调节索数及其预张力的优化

6.4 小结

第七章 索网式天线结构地面调整与测量

7.1 引言

7.2 天线反射面精度的测量方法

7.3 基于坐标测量的索力测定

7.4 重力的消除

7.5 小结

第八章 结论与展望

致谢

参考文献

攻读博士学位期间发表的论文和科研情况

发布时间: 2007-01-10

参考文献

• [1].基于非概率模型的天线结构稳健与机电集成优化设计[D]. 胡乃岗.西安电子科技大学2018
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• [4].基于拓扑优化的金属天线结构的设计方法[D]. 王奇.大连理工大学2017
• [5].大型天线结构协同设计关键技术研究[D]. 李申.西安电子科技大学2013
• [6].天线结构位移场与电磁场耦合建模及分析研究[D]. 宋立伟.西安电子科技大学2011
• [7].基于表面等离子体的V形天线的设计与研究[D]. 焦蛟.电子科技大学2017
• [8].宽带宽波束圆极化天线的小型化理论与设计研究[D]. 叶喜红.北京理工大学2015
• [9].光学天线共振耦合特性研究[D]. 席铮.中国科学技术大学2014

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