文档介绍：西安电子科技大学
硕士学位论文
周边桁架可展开天线的结构优化设计
姓名:尤国强
申请学位级别:硕士
专业:机械电子工程
指导教师:段宝岩
20050101
要摘载容积和能力之间存在着矛盾,解决的方法是将合理的空间展开结构用于卫星天新平台的研究和开发”的课题,主要针对可展开天线的基础理论和实际应用开展深入研究。本文的工作即为该课题的研究内容之一。周边桁架可展开天线结构形势简明,工作原理清晰,是目前大型卫星天线理想的结构形式。本文首先详细阐述了周边桁架可展开天线的结构组成,并通过对天线反射面索网结构几何非线性的分析研究,由实际结构方案建立了天线的分析计算模型。在此基础之上,依据影响天线在展开状态下结构性能的主要因素,本文又建立了以拉索单元预张力和周边桁架单元横截面积为设计变量,以天线反射面精度、结构最低固有频率、频率禁区以及结构强度等为约束,以结构重量质量D勘旰奶煜哒箍L呕P汀S捎诟糜呕P筒捎么秤呕扑惴法求解比较困难,本文利用改进后的遗传算法对某实际天线结构模型进行了优化计算,并取得了~些比较合理、有益的数值结果。另外,本文还将周边桁架可展开天线索网反射面设计方案应用于地面偏置单反射面天线中,并通过优化计算得到较为理想的结果。关键词;可展开天线索网结构非线性结构优化遗传算法卫星天线结构目前正日益面临着大型化的需求,而这一需求又与火箭的有效运线。为适应当前国防和航天事业的发展,我国某部提出了“可展开天线设计和创·
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翩酶亟丝日期:型堑本人签名:鱼』丑氇本人签名:五骾玺创造性声明关于论文使用授权的说明成果。尽我所知,除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容外,论文中不包它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的本人完全了解西安电子科技大学有关保留和使用学位论文的规定,即:研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属于西安电子科技大学。本人保证毕部内容或部分内容,可以允许采用影印、缩印或其它复制手段保存论文。C艿本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究含其他人己经发表或撰写过的研究成果;也不包含为获得西安电子科技大学或其任何贡献均已在论文做了明确的说明并表示了谢意。申请学位论文与资料若有不实之处,本人承担一切相关责任。业离校后,发表论文或使用论文工作成果时署名单位仍然为西安电子科技大学。学校有权保留送交论文的复印件,允许查阅和借阅论文;学校可以公布论文的全论文在解密后遵守此规定日期/
第一章绪论课题背景简介及研究意义大型空间可展开天线的发展现状天线传统的结构设计是按照设计规范要求,采用“试算一验证—修改”的方法进行,这种传统设计方法需要多次重复“试算一验证一修改”过程,耗费大量的人力资源和设计时间。与传统的设计方法相比,结构优化设计是在一定准则下宇航事业的高速发展对宇航用天线提出了越来越高的要求。例如,为了减少背景噪声的影响,为了提高天线的增益和数据传输的速率,中继卫星天线通常选在波段,天线增益要求不小于分贝。这样就要求天线口径大于祝ㄋ倏矶约龋荽渌俾蚀兆比特/秒。太空空间站等则要求天线尺寸更大,且由于没有重力,天线刚度可以大大减低,从而重量减小,柔性增大。这样,对上述的精度要求高的可展开空间天线又提出了尺寸大、重量轻、柔性大的要求。但由于受到航天运载工具嗽鼗鸺蚝教旆苫运载空间的限制,迫使卫星天线向可展开方向发展,当卫星处于发射阶段时将其折叠起来收藏在整流罩内,待航天器进入空间轨道后,再将其展开至工作状态为适应当前国防和航天事业的发展,我台的研究和开发”的课题,主要针对可展开天线的基础理论和实际应用开展深入研究。本文的工作即为该课题的研究内容之一。的计算机辅助自动设计过程。对于采用传统设计方法能够完成的设计,采用优化设计方法可以更快地得到满足要求的优化设计方案,大大节省人力资源,缩短设计周期,提高结构设计水平和设计质量。而对于采用传统设计方法很难甚至无法完成的设计乇鹗且恍┐笮透丛咏峁沟纳杓,采用优化设计方法可以在较短的时间内得到满足要求的优化设计方案。在探索结构新的设计思想、方法和理念上,使用优化设计方法具有独到的优势,而且通过优化设计过程,可以得到一些新型的结构形式及形状拓扑。由于大型可展开天线结构复杂,故本文将研究其结构系统的分析与设计优化方法,并在对多种约束与载荷耦合作用进行分析的基础上,建立大型可展开天线结构系统的数值分析与优化设计模型,从而为其结构设计提供强有力的理论基础和设计保障。.烧箍L煜叩慕峁剐问椒掷嗉捌涓髯蕴氐
为满足各种不同的工程需要,可展开天线有许多不同的结构形式,由于其种类繁多,所以其分类方法也因人而异。若以反射面的结构形式为准,可以将其分为板状