周边式桁架可展开天线的形面调整!-宇航学报.PDFVIP

第! 卷# 第 期 宇# 航# 学# 报 4(-5 !# 6(5 !$$% 年 月# # ’()*+,- (. /01*(+,)1230 # # 78918:;8* !$$% 周边式桁架可展开天线的形面调整 狄杰建，段宝岩，仇原鹰，罗# 鹰 （西安电子科技大学机电工程学院，西安?=$$?= ） 摘# 要：本文针对周边式桁架可展开天线进行了基于优化方法的网面调整。以纵向调节索调节力的大小为 设计变量，网状反射面的均方根误差为目标函数，应力和频率为约束条件，建立了形面调整的优化数学模型，并用 遗传算法对网面调整进行了优化、仿真。数值结果表明：基于优化方法的网面调整是可行的，对工程应用具有一定 的指导意义。 关键词：周边式桁架展开天线；均方根误差；遗传算法；形面调整 中图分类号：4%%@ %# # # 文献标识码：/# # # 文章编号：=$$$=!A（!$$% ）$$A$% 可展开天线的网面进行了优化调整，取得了良好的 ! 引言 效果，对工程应用具有一定的指导意义。 由于发射装置的限制，大型的空间天线要求可 # 优化模型的数学描述 展、轻质和较高的表面精度（通常要求表面误差一 般小于$@ $!!［=］），以确保它的电性能。可展开天线 由于天线工作性能取决于其反射面的表面精 ［! ］ 一般分为板式、索网式与充气式三类 。其中，索 度，而表面均方根误差（EF7 ）较好地反映与理想抛 网式可展开天线由于其收缩比大、重量轻等优点而 物面的偏差情况［? ］。另外，表面精度由上弦索的节 成为各国竞相研究的热点。其结构一般由上弦索 点位置确定，而上弦索的节点位置又可通过纵向调 （前网）、下弦索（后网）与纵向调节索组成，通过调 节索张力大小的改变而改变，故选择纵向调节索调 节纵向调节索使得上弦索的节点尽量落在理想的抛 节力大小作设计变量，天线反射面各采样数据点与 物线（面）上。尽管天线在设计阶段满足了表面精度 理想抛物面偏差的均方根作为目标函数。在调整阶 要求，但在后续的制造、安装和测量过程中还会不可 段，尽量使得天线的固有频率远离外界激励频率，避 避免地带来误差。为了减小或消除这些误差，提高 免共振现象发生，减少振动以提高结构的动力性能； 天线的表面精度，必须对天线的网面进行调整。目 另外，天线结构系统的各绳索单元不能松弛，同时工 前，国内工程中的调整主要依靠设计人员的工程经 作应力应不超过许用应力，有必要把频率和应力均 验，采用尝试法进行调整。但这种方法要求设计人 作为约束条件处理。 员具有较丰富的工程经验，调整其间也存在一定的 综合考虑以上各因素，可建立如下所示的数学 盲目性。国外文献也报道线性调整法［=， ］。但是， 模型： 此方法在调整中忽略了绳索的弹性伸长，并且假定 G2+H ! I （ = ，! ，……，# ） 微小调整情况下，某节点的位移不会引起邻近结点 % % % ! ! ! !’ J !( J !) 位移的变化。而实际上，即使对芳纶这样具有较大