基于SiPESC的航天結(jié)構(gòu)優(yōu)化若干問題研究
發(fā)布時(shí)間:2021-05-15 22:31
本文以航天結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)為背景,結(jié)合擁有自主產(chǎn)權(quán)的SiPESC平臺(tái),對(duì)于航天結(jié)構(gòu)中優(yōu)化問題提出了效率高與適應(yīng)性好的優(yōu)化方案。開發(fā)了一套多目標(biāo)進(jìn)化算法程序,并結(jié)合該程序研究典型航天結(jié)構(gòu)多目標(biāo)優(yōu)化,為結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)提供充分的備選方案。對(duì)于遙感衛(wèi)星熱變形控制問題,航天結(jié)構(gòu)在軌運(yùn)行時(shí),溫度環(huán)境復(fù)雜。衛(wèi)星底座的熱變形對(duì)于高精度望遠(yuǎn)鏡的正常工作影響很大。本文通過設(shè)計(jì)底座與望遠(yuǎn)鏡連接的適配器結(jié)構(gòu),以連接適配器復(fù)合材料鋪層角度為設(shè)計(jì)變量,以衛(wèi)星底座與光學(xué)望遠(yuǎn)鏡連接點(diǎn)平面度誤差為優(yōu)化目標(biāo)。優(yōu)化鋪層角度時(shí),需要引入層合板制造過程的工藝約束與層合板鋪層規(guī)范,通過重新構(gòu)造優(yōu)化流程引入約束處理,使用遺傳算法搜索最優(yōu)設(shè)計(jì)。對(duì)于軌道飛行器艙門機(jī)構(gòu)系統(tǒng)與密封性要求,提出以剛度匹配性能作為密封性指標(biāo)的艙門鎖點(diǎn)與結(jié)構(gòu)布局優(yōu)化模型,并采用子結(jié)構(gòu)策略提高布局優(yōu)化模型的求解效率。首先,本文以節(jié)點(diǎn)位移差值方式解決了艙門與邊界在有限元網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)存在不匹配的問題,建立了某軌道飛行器艙門鎖點(diǎn),包括位置、數(shù)量與布局的系統(tǒng)優(yōu)化模型。考慮到布局優(yōu)化問題不適合用梯度類優(yōu)化算法,而智能演化算法計(jì)算量大,采用子結(jié)構(gòu)策略避免非接觸區(qū)域的反復(fù)計(jì)算,大幅度...
【文章來源】:大連理工大學(xué)遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:64 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
1 緒論
1.1 本文的研究背景和意義
1.2 SiPESC平臺(tái)簡(jiǎn)介及OPT模塊簡(jiǎn)介
1.3 多目標(biāo)進(jìn)化算法簡(jiǎn)介
1.4 本文的主要研究?jī)?nèi)容及安排
2 某遙感衛(wèi)星適配器優(yōu)化
2.1 問題描述
2.2 層合板鋪層參數(shù)介紹
2.3 平面度誤差的計(jì)算
2.3.1 平面度誤差的定義
2.3.2 平面度誤差的計(jì)算
2.3.3 平面度誤差的程序?qū)崿F(xiàn)
2.4 優(yōu)化設(shè)計(jì)
2.4.1 模型描述
2.4.2 優(yōu)化流程
2.4.3 優(yōu)化結(jié)果
2.5 本章小結(jié)
3 軌道飛行器艙門鎖點(diǎn)與結(jié)構(gòu)布局優(yōu)化
3.1 軌道飛行器艙門鎖點(diǎn)與結(jié)構(gòu)布局優(yōu)化模型
3.2 針對(duì)艙門鎖點(diǎn)分析的子結(jié)構(gòu)方法
3.3 優(yōu)化設(shè)計(jì)
3.3.1 艙門布局優(yōu)化流程
3.3.2 優(yōu)化結(jié)果
3.4 本章小結(jié)
4 多目標(biāo)優(yōu)化程序?qū)崿F(xiàn)
4.1 需求分析
4.2 設(shè)計(jì)模式
4.3 多目標(biāo)優(yōu)化程序?qū)崿F(xiàn)
4.3.1 多目標(biāo)優(yōu)化算法計(jì)算流程
4.3.2 多目標(biāo)優(yōu)化算法程序框架實(shí)現(xiàn)
4.4 算例測(cè)試
4.5 本章小結(jié)
5 多目標(biāo)進(jìn)化算法在航天結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用
5.1 航天桁架多目標(biāo)優(yōu)化問題
5.2 小衛(wèi)星多目標(biāo)優(yōu)化問題
5.3 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]光學(xué)儀器高精度安裝板熱變形分析及優(yōu)化[J]. 王領(lǐng)華,劉欣,呂建偉,王海英,張少華. 航天制造技術(shù). 2017(02)
[2]一種星敏感器支架熱變形控制方法[J]. 任友良,王志國(guó),胡炳亭. 航天器工程. 2017(02)
[3]航天器在軌全周期熱變形分析方法[J]. 劉國(guó)青,羅文波,童葉龍,范立佳. 航天器工程. 2016(06)
[4]面向超大規(guī)模有限元計(jì)算的通用可視化系統(tǒng)SiPESC.POST的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J]. 徐良寅,李云鵬,陳飆松. 計(jì)算力學(xué)學(xué)報(bào). 2015(02)
[5]基于改進(jìn)布谷鳥算法的艙門鎖定可靠性分析[J]. 秦強(qiáng),馮蘊(yùn)雯,葉忱,薛小鋒. 航空計(jì)算技術(shù). 2014(01)
[6]基于多因素耦合的機(jī)構(gòu)可靠性仿真試驗(yàn)方法[J]. 孫中超,喻天翔,崔衛(wèi)民,宋筆鋒. 宇航學(xué)報(bào). 2013(11)
[7]航空飛行器鎖機(jī)構(gòu)參數(shù)化建模仿真研究[J]. 劉霞,王三民,單寧,孫遠(yuǎn)濤. 計(jì)算機(jī)仿真. 2013(08)
[8]基于SiPESC平臺(tái)的拓?fù)鋬?yōu)化模塊開發(fā)及應(yīng)用[J]. 牛飛,梅帥,張盛,陳飆松,程耿東. 大連理工大學(xué)學(xué)報(bào). 2013(02)
[9]民機(jī)艙門過中心鎖定機(jī)構(gòu)可靠性設(shè)計(jì)[J]. 晏瀛,馮蘊(yùn)雯,薛小鋒,馮元生. 航空計(jì)算技術(shù). 2013(01)
[10]一種空間可展開桁架結(jié)構(gòu)桿件熱膨脹系數(shù)的優(yōu)化設(shè)計(jì)[J]. 劉振玉,馮紀(jì)生,張慶君. 航天器工程. 2012(03)
博士論文
[1]面向新一代運(yùn)載火箭的網(wǎng)格加筋柱殼結(jié)構(gòu)優(yōu)化研究[D]. 郝鵬.大連理工大學(xué) 2013
[2]結(jié)構(gòu)多性能優(yōu)化設(shè)計(jì)及其在航天結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[D]. 王斌.大連理工大學(xué) 2010
碩士論文
[1]星載天線反射器在軌熱振動(dòng)分析及控制[D]. 何鵬.大連理工大學(xué) 2016
[2]集成優(yōu)化軟件系統(tǒng)的研發(fā)與應(yīng)用[D]. 李超.大連理工大學(xué) 2013
本文編號(hào):3188449
【文章來源】:大連理工大學(xué)遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:64 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
1 緒論
1.1 本文的研究背景和意義
1.2 SiPESC平臺(tái)簡(jiǎn)介及OPT模塊簡(jiǎn)介
1.3 多目標(biāo)進(jìn)化算法簡(jiǎn)介
1.4 本文的主要研究?jī)?nèi)容及安排
2 某遙感衛(wèi)星適配器優(yōu)化
2.1 問題描述
2.2 層合板鋪層參數(shù)介紹
2.3 平面度誤差的計(jì)算
2.3.1 平面度誤差的定義
2.3.2 平面度誤差的計(jì)算
2.3.3 平面度誤差的程序?qū)崿F(xiàn)
2.4 優(yōu)化設(shè)計(jì)
2.4.1 模型描述
2.4.2 優(yōu)化流程
2.4.3 優(yōu)化結(jié)果
2.5 本章小結(jié)
3 軌道飛行器艙門鎖點(diǎn)與結(jié)構(gòu)布局優(yōu)化
3.1 軌道飛行器艙門鎖點(diǎn)與結(jié)構(gòu)布局優(yōu)化模型
3.2 針對(duì)艙門鎖點(diǎn)分析的子結(jié)構(gòu)方法
3.3 優(yōu)化設(shè)計(jì)
3.3.1 艙門布局優(yōu)化流程
3.3.2 優(yōu)化結(jié)果
3.4 本章小結(jié)
4 多目標(biāo)優(yōu)化程序?qū)崿F(xiàn)
4.1 需求分析
4.2 設(shè)計(jì)模式
4.3 多目標(biāo)優(yōu)化程序?qū)崿F(xiàn)
4.3.1 多目標(biāo)優(yōu)化算法計(jì)算流程
4.3.2 多目標(biāo)優(yōu)化算法程序框架實(shí)現(xiàn)
4.4 算例測(cè)試
4.5 本章小結(jié)
5 多目標(biāo)進(jìn)化算法在航天結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用
5.1 航天桁架多目標(biāo)優(yōu)化問題
5.2 小衛(wèi)星多目標(biāo)優(yōu)化問題
5.3 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]光學(xué)儀器高精度安裝板熱變形分析及優(yōu)化[J]. 王領(lǐng)華,劉欣,呂建偉,王海英,張少華. 航天制造技術(shù). 2017(02)
[2]一種星敏感器支架熱變形控制方法[J]. 任友良,王志國(guó),胡炳亭. 航天器工程. 2017(02)
[3]航天器在軌全周期熱變形分析方法[J]. 劉國(guó)青,羅文波,童葉龍,范立佳. 航天器工程. 2016(06)
[4]面向超大規(guī)模有限元計(jì)算的通用可視化系統(tǒng)SiPESC.POST的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J]. 徐良寅,李云鵬,陳飆松. 計(jì)算力學(xué)學(xué)報(bào). 2015(02)
[5]基于改進(jìn)布谷鳥算法的艙門鎖定可靠性分析[J]. 秦強(qiáng),馮蘊(yùn)雯,葉忱,薛小鋒. 航空計(jì)算技術(shù). 2014(01)
[6]基于多因素耦合的機(jī)構(gòu)可靠性仿真試驗(yàn)方法[J]. 孫中超,喻天翔,崔衛(wèi)民,宋筆鋒. 宇航學(xué)報(bào). 2013(11)
[7]航空飛行器鎖機(jī)構(gòu)參數(shù)化建模仿真研究[J]. 劉霞,王三民,單寧,孫遠(yuǎn)濤. 計(jì)算機(jī)仿真. 2013(08)
[8]基于SiPESC平臺(tái)的拓?fù)鋬?yōu)化模塊開發(fā)及應(yīng)用[J]. 牛飛,梅帥,張盛,陳飆松,程耿東. 大連理工大學(xué)學(xué)報(bào). 2013(02)
[9]民機(jī)艙門過中心鎖定機(jī)構(gòu)可靠性設(shè)計(jì)[J]. 晏瀛,馮蘊(yùn)雯,薛小鋒,馮元生. 航空計(jì)算技術(shù). 2013(01)
[10]一種空間可展開桁架結(jié)構(gòu)桿件熱膨脹系數(shù)的優(yōu)化設(shè)計(jì)[J]. 劉振玉,馮紀(jì)生,張慶君. 航天器工程. 2012(03)
博士論文
[1]面向新一代運(yùn)載火箭的網(wǎng)格加筋柱殼結(jié)構(gòu)優(yōu)化研究[D]. 郝鵬.大連理工大學(xué) 2013
[2]結(jié)構(gòu)多性能優(yōu)化設(shè)計(jì)及其在航天結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[D]. 王斌.大連理工大學(xué) 2010
碩士論文
[1]星載天線反射器在軌熱振動(dòng)分析及控制[D]. 何鵬.大連理工大學(xué) 2016
[2]集成優(yōu)化軟件系統(tǒng)的研發(fā)與應(yīng)用[D]. 李超.大連理工大學(xué) 2013
本文編號(hào):3188449
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