[发明专利]一种星载平面SAR天线可展支撑结构杆件调装方法

说明书

本发明公开了一种星载平面SAR天线可展支撑结构杆件调装方法，包括以下步骤：确定可展支撑结构的几何参数和锁定铰链刚度参数；建立可展支撑结构的变形协调方程，变形协调方程包括杆长协调方程、杆件交汇点力学平衡方程和内外天线面板力矩平衡方程；以SAR天线总变形能为目标函数，以步骤S2中的三个方程为约束条件，建立可展支撑结构杆件优化调装基本数学模型；通过步骤S3中的基本数学模型计算杆长调整量，完成精准装调。该方法以结构应变能最小为目标函数，以变形协调方程与装配精准为约束条件的星载平面SAR天线可展支撑结构杆件精准定量数字优化装调技术，实现在地面装配过程中定量数字化装调杆件的方法。

技术领域

本发明属于星载平面SAR天线调装技术领域；具体涉及一种星载平面SAR天线可展支撑结构杆件调装方法。

背景技术

星载平面SAR卫星天线可展支撑结构环约束多，拓扑结构复杂，属于典型的多环闭链杆系结构。为了能够实现星载平面SAR卫星天线在太空中顺利展开且正常服役，必须在地面装配过程中保证可展支撑结构装配精度。但是由于受到杆长误差、铰链装配定位误差与杆件变形影响，卫星天线指向精度经常超出设计要求。为此，工程人员一般需要在地面装配过程中对支撑杆件进行杆长调整。然而目前航天企业中采用的是测量——调整——测量的纯经验“盲调”模式，不仅装配周期过长，耗时费力，而且经常满足不了可展支撑结构装配精度与可靠展开的要求。因而一种可以实现星载平面SAR卫星天线可展支撑结构杆件精准定量调整的方法对于缩短装调周期，提高展开可靠性至关重要。

目前国内关于这方面的技术与文献少之又少，没有成熟或者现成方法可用于可展支撑结构杆件调整量计算。为此提出一种适合于星载平面SAR卫星天线可展支撑结构杆件定量优化装调方法，从而解决由“盲调”所引起的装调周期过长与“展不开”和“锁不住”的工程顽疾。

发明内容

本发明提供了一种星载平面SAR天线可展支撑结构杆件调装方法；以结构应变能最小为目标函数，以变形协调方程与装配精准为约束条件的星载平面SAR天线可展支撑结构杆件精准定量数字优化装调技术，实现在地面装配过程中定量数字化装调杆件的方法。

本发明的技术方案是：一种星载平面SAR天线可展支撑结构杆件调装方法，包括以下步骤：

步骤S1，确定可展支撑结构的几何参数和锁定铰链刚度参数；

步骤S2，建立可展支撑结构的变形协调方程，变形协调方程包括杆长协调方程、杆件交汇点力学平衡方程和内外天线面板力矩平衡方程；

步骤S3，以SAR天线总变形能为目标函数，以步骤S2中的变形协调方程为约束条件，建立可展支撑结构杆件优化调装基本数学模型；

步骤S4，通过步骤S3中的基本数学模型计算杆长调整量，得到最优杆长调整量组合，完成精准装调。

更进一步的，本发明的特点还在于：

其中步骤S4中计算杆长调整量的方法为从离散变量出发的主动搜索方法或从连续变量出发的变量圆整方法。

其中从离散变量出发的主动搜索方法的具体过程是：根据杆长调整量范围和调整量间隔生成所有杆长调整量组合；然后将上述杆长调整量组合带入基本数学模型中计算得到总应变能与内外天线面板角度偏差；选择满足指标要求的多个杆长调整量组合，并且根据其总应变能进行排序，得到总应变能最小的最优杆长调整量组合。

其中从连续变量出发的变量圆整方法的具体过程是：基于优化算法结算最优调整量组合；然后将最优调整量组合圆整到实际可调整数值，并且得到多个新杆长调整量组合；将多个杆长调整量组合带入基本数学模型中计算得到总应变能与内外天线面板角度偏差；选择满足指标要求的多个杆长调整量组合，并且根据其总应变能进行排序，得到总应变能最小的最优杆长调整量组合。

其中步骤S1中将SAR天线的载荷仓和内外天线面板设置为刚体。