基于天线-罩体综合设计的反射面赋形设计方法

介质夹层式天线罩在保护内部天线的同时,使得透过罩体后天线口径场的幅度和相位分布发生变化,其中相位分布的变化是引起天线远场方向图畸变的主要因素.文章从天线罩体综合设计的角度出发,提出一种反射面赋形设计方法,通过赋形反射面来改变天线口径场的相位分布,使其与天线罩引起的相位分布的趋势相反,以保证透过天线罩后的口径场仍为同相场.对某地面卫星通信站的9.14m口径天线罩进行了数值实验,结果表明:所提方法可有效改善带罩天线系统的电性能,对于方向图畸变导致的副瓣和零深变化其效果尤为显著.     

大型空间桁架面天线的结构 —电磁耦合优化设计

 由于载荷变化及各种随机干扰,大型空间桁架面天线必须保持非常精确的形状.基于提高空间天线电磁性能以及降低作动器能耗的目的,结合大型空间桁架天线结构的特点,建立了以天线轴向增益和作动器能耗为目标函数,以结构强度、作动器变形和轴力为约束条件的多目标优化模型.数值试验结果表明,结构—电磁耦合优化设计模型只需较低的作动器能耗,就能明显提高天线电性能,很好地满足了天线结构与电磁设计要求.     

天线表面误差的精确计算方法及电性能分析

提出一种天线表面误差的计算方法,用来精确计算变形表面法向、径向及轴向误差,并推导了相应的计算公式.通过分析某工程7.3m圆抛物面天线在多种工况下的表面误差,及其与ANSYS软件计算结果的比较,证明了该方法的正确性,且计算结果仅为ANSYS软件分析结果的三分之一左右.实验结果说明此方法能够更准确地分析变形天线的表面误差及电性能.在工程中应用此方法分析大型空间天线与地面天线,可明显降低天线设计成本,缩短天线设计周期,并为电气设计人员提供准确的天线变形反射面信息.     

面天线结构机电综合优化设计

运用天线机电耦合理论，对面天线结构进行机电综合优化设计。建立了以天线增益为目标的结构多工况优化模型，基于可行方向法，编制了具有一定通用性和工程实用价值的优化程序。优化过程中采用可视化监控、暂停和变量冻结的技术。对在自重载荷作用下的16m口径圆抛物面天线结构进行了优化设计，结果表明该优化程序收敛快、稳定性好。     

基于动态松弛法的柔索驱动并联机器人位置正解分析

根据悬链线解析表达式推导出悬索两端固定时索端拉力与索长之间的关系,用于求解特定长度的驱动柔索对处于某一位姿的动平台的作用力.动态松弛法可以从任意的初始状态开始,通过简单迭代而使系统达到静平衡状态.将该方法应用到柔索驱动并联机器人的位置正解分析中,可以得到与特定索长对应的动平台位姿.以舱索系统为例验证了方法的正确性.     

大射电天文望远镜悬索馈源系统驱动力的研究

针对大射电天文望远镜馈源系统中悬索呈现出的柔性特征，在已知馈源舱的位置，姿态，速度和加速度的情况下，将悬索离散为柔性索杆单元，建立了系统的逆运动学及逆动力学模型。分析计算了悬索上各离散点的位置、速度、加速度和惯性力，推导了在重力和惯性力共同作用下悬索的空间挠曲线方程，研究了悬索的刚体位移和弹性变形。在此基础上，通过刚体-柔性的迭代计算，求出悬索馈源系统的驱动力，为高精度的大射电天文望远镜提供了必要的设计参数。     

一种大柔性Stewart平台轨迹跟踪控制方法的研究

新一代大射电望远镜（LT）粗调系统是通过6根索长的协调变化驱动馈源舱跟踪射电源的六自由度运动,其工作特点类似Stewart平台,因此被看作大柔性Stewart平台。针对该系统变结构、非线性、大滞后、强耦合等特点,提出一种卡尔曼滤波和基于优化神经网络结构的PID控制器（PID-NNC）相结合的控制算法来实现馈源轨迹跟踪控制。这种新方法通过构造卡尔曼滤波来抑制随机干扰对系统的影响,同时采用PID-NNC来实现馈源舱轨迹跟踪。理论分析和仿真实验表明,该控制算法不仅能满足对轨迹跟踪精度要求,而且具有较强的鲁棒性。     

考虑平均应力的同频拉扭多轴高周疲劳寿命评价方法

目前基于临界平面理论的高周疲劳寿命预测模型, 大都充分考虑了法向平均应力对材料疲劳寿命的影响, 但是没有有效反映剪切平均应力对疲劳寿命的影响. 通过分析7075-T651铝合金的试验数据发现, 与法向拉平均应力类似, 剪切平均应力同样对材料的疲劳寿命产生不利影响. 因此, 如果寿命预测模型中忽略剪切平均应力的影响, 存在明显剪切平均应力加载工况下, 预测寿命可能偏于危险. 由此, 本文定义具有较大法向应力的最大剪应力范围平面为临界平面, 建立了一个能够同时反映法向和剪切平均应力影响的高周疲劳寿命预测模型, 并给出了模型中材料常数的确定方法. 新模型首先将基于应变的Fatemi-Socie准则, 推广到材料的高周疲劳寿命预测, 给出了Fatemi-Socie准则的应力表述形式. 然后, 引入剪切和法向Walker因子, 反映剪切和法向平均应力对材料疲劳寿命的影响. 剪切和法向Walker因子的取值都介于0和1之间, 不同取值反映了材料对剪切和法向平均应力敏感程度的不同. 新模型适用于范围内的金属塑性材料. 利用5种材料在12种存在平均应力加载工况下的试验数据, 对所建模型进行了试验验证, 结果表明预测结果与试验结果吻合良好, 绝大多数寿命预测结果分布在3倍误差带以内.      

结构的非概率安全系数方法和非概率可靠性方法的比较

对结构设计的非概率安全系数方法及非概率可靠性方法进行了比较研究,探讨了非概率安全系数与非概率可靠性指标的关系,从设计思想、度量方法及表现形式等方面分析了两种方法的区别,通过一个优化算例对两种方法进行了讨论.     

电子设备结构CAD/CAE模型转换与分析

针对目前电子设备结构CAE建模的现状,本文研究了电子设备CAD/CAE模型的转换技术,开发了电子设备结构综合设计平台CAE模型的转换与分析软件系统.通过对整机振动分析验证了处理方法的正确性及软件系统的有效性.与一般的有限元软件相比,在电子设备结构CA E模型的快速建立、修改和振动分析等方面有突出的特点.