[發明專利]基于搜索算法的大型射電望遠鏡主動反射面板調節方法

在審

• 申請號: 202210135254.9
• 申請日: 2022-02-14
• 公開（公告）號: CN114528658A
• 公開（公告）日: 2022-05-24
• 發明（設計）人: 郝真樂;宋磊;楊景洋;于博旭;劉航帥;步同;雷柯凡;劉夢橋
• 申請（專利權）人: 西安建筑科技大學
• 主分類號: G06F30/17
• 分類號: G06F30/17;G06F30/23;H01Q15/16;G06F111/10;G06F111/04
• 代理公司: 西安智大知識產權代理事務所 61215
• 代理人: 段俊濤

本發明為一種基于搜索算法的大型射電望遠鏡主動反射面板形狀調節方法，主動反射面在基準態時為基準球面，徑向調節主索節點從而在工作態時形成工作拋物面，通過如下步驟使工作拋物面盡可能接近理想拋物面：步驟1，建立單目標優化模型，將主索節點落在理想拋物面上作為約束，使得調節過程中，在所有的頂點、焦點變動組合情況下，求出每種組合情況的相鄰兩主索節點之間距離的最大變化幅度，將所有最大變化幅度最小作為優化目標；步驟2，采用基于變步長策略的遍歷搜索算法對所述單目標優化模型進行求解，本發明的優化思路與眾不同，在降低了算法復雜度的前提下，達到了很好的優化效果。

技術領域

本發明屬于大型射電望遠鏡技術領域，特別涉及一種基于搜索算法的大型射電望遠鏡主動反射面板調節方法。

背景技術

大型射電望遠鏡的工作原理是將天體發射的信號通過反射面板反射到饋源艙，從而觀測到待測天體。將反射面調節為工作拋物面是整個主動反射技術的關鍵，在實際工程中將工作拋物面盡可能調節貼近理想拋物面以期獲得最佳的接收效果。現有技術在工作拋物面調節為理想拋物面的優化過程中算法復雜度高，優化效果不理想。

發明內容

為了克服上述現有技術的缺點，本發明的目的在于提供一種基于搜索算法的大型射電望遠鏡主動反射面板調節方法。在反射面板調節的種種約束下，確定一個理想拋物面，然后通過調節促動器的徑向伸縮量，將反射面調節為工作拋物面，使得該工作拋物面盡可能接近理想拋物面。本方法具有算法復雜度低、目標函數與約束條件簡單的特點。

為了實現上述目的，本發明采用的技術方案是：

一種基于搜索算法的大型射電望遠鏡主動反射面板調節方法，主動反射面在基準態時為基準球面，徑向調節主索節點從而在工作態時形成工作拋物面，通過如下步驟使工作拋物面盡可能接近理想拋物面：

步驟1，以min(maxλ_η)_γ為目標函數，以以下條件為約束條件建立單目標優化模型：

min(maxλ_η)_γ

目標函數意為：調節過程中，在所有的頂點、焦點組合情況下，求出每種組合情況的相鄰兩主索節點之間距離的最大變化幅度dete，在所有的最大變化幅度dete中取最小；

參數定義如下：

η：在所有的頂點、焦點組合情況下，以相鄰兩主索節點之間距離的最大變化幅度dete為目標，遍歷所有對應的工作拋物面的次數；

γ：對求得的最大變化幅度dete遍歷的次數；

Δr_i：基準球面上的主索節點沿徑向調節到工作拋物面的距離；

r_1i：球坐標系中，基準球面上主索節點的極徑；

(x_1i，y_1i，z_1i)：直角坐標系中，基準球面上主索節點的坐標；

r_2i：球坐標系中，頂點變動后的工作拋物面上主索節點的極徑；

(x_2i，y_2i，z_2i)：直角坐標系中，頂點變動后的工作拋物面上主索節點的坐標；

Q：主索節點徑向伸縮量的極限；

Ψ：焦點可變極限位置下，反射光線與鉛垂方向的最大夾角；

δ：焦點的可調節范圍；

r：球坐標系中，頂點變動前的工作拋物面上主索節點的極徑；