基于iSIGHT集成平台的次镜支撑结构优化设计

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1、航天返回与遥感第35卷第2期54SPACECRAFTRECOVERY&REMOTESENSING2014年4月基于iSIGHT集成平台的次镜支撑结构优化设计王巧霞郭崇岭（北京空间机电研究所，北京100094）摘要空间遥感相机次镜支撑结构的稳定性对相机的成像品质具有很大的影响，对其进行分析和优化设计具有重要意义。通用的有限元分析方法无法对复杂结构自动进行多目标、多约束及多设计变量的优化设计。文章研究了以iSIGHT为集成平台的多目标优化设计方法及复杂结构的参数化有限元模型的建立方法，设计了次镜支撑结构的优化策略；通过分析得到了影响次镜支撑结构稳定性的各变量的灵敏度、设计空间及最优设计

2、方案，结构性能大大提高。这种优化方法可以快速地找到最优方案，大大提高优化效率及产品的可靠性，可应用于其它次镜支撑结构设计乃至整个遥感器的设计中。关键词次镜支撑结构有限元模型多目标优化集成平台空间相机中图分类号:TH16；TP273文献标志码:A文章编号:1009-8518(2014)02-0054-08DOI:10.3969/j.issn.1009-8518.2014.02.008OptimizationofSecondaryMirrorSupportingStructureBasedoniSIGHTIntegratedPlatformWANGQiaoxiaGUOChongling

3、（BeijingInstituteofSpaceMechanics&Electricity,Beijing100094,China）AbstractTheimagingqualityofspaceremotesensingcameraisinfluencedbythestabilityofthesec-ondarymirrorsupportingstructure,soitissignificanttooptimizethesecondarymirrorsupportingstructure.Optimizationofmulti-objectives,multi-constrai

4、ntsandmulti-designvariablesofcomplexstructurecan’tbeautomaticallyrealizedbygeneralfiniteelementanalysismethod.AnanalysismethodwithiSIGHTintegratedplatform,foundationmethodofParameterizationFEMmodelofcomplexstructureandoptimizationstrategyarestudiedinthispaper.Thesensitivityofeachvariablewhicha

5、ffectsthecomprehensiveperformanceofthestructure,thedesignspaceandtheoptimalsolutionareobtainedthroughtheanalysis,andtheperformanceofthestructureisimprovedgreatly.Theoptimalsolutioncanbefoundquicklybyusingthisoptimizationmethods,theoptimizationefficiencyandthereliabilityofproductsareimprovedgre

6、atly,thisoptimizationmethodcanbeappliedinothersecondarymirrorsupportingstructureevenanentirespaceremotesensor.Keywordssecondarymirror;supportingstructure;FEMmodel;multi-objectiveoptimization;integratedplatform;spacecamera0引言次镜支撑结构是空间光学遥感相机中的关键支撑结构，其结构稳定性对成像品质有很大的影响；因收稿日期：2013-10-11第2期王巧霞等:基于iS

7、IGHT集成平台的次镜支撑结构优化设计55结构不稳定引起的次镜在光学系统中的轴间距、俯仰如果有很小的偏离就会对相机的成像品质有很大的影响；次镜支撑结构的稳定性跟材料的选择、结构型式密切相关；同时次镜支撑结构还受到光学系统遮拦比、质量及力学环境因素的限制；为满足光学系统中遮拦比要求，次镜支撑结构的结构型式将受到严格的限制；为满足地面装调以及发射力学环境的要求，次镜支撑结构必须具有较高的刚度和强度；同时，次镜支撑结构应尽量轻量化。综上，为满足对次镜支撑结构各方面的要求，对