[發明專利]一種基于力熱耦合算法的航天遙感器熱控指標制定方法

在審

• 申請號: 202210372465.4
• 申請日: 2022-04-11
• 公開（公告）號: CN114647968A
• 公開（公告）日: 2022-06-21
• 發明（設計）人: 張劉;鄭瀟逸;張帆;呂雪瑩
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: G06F30/23
• 分類號: G06F30/23;G06Q10/06;G06F119/08;G06F119/14
• 代理公司: 西安合創非凡知識產權代理事務所(普通合伙) 61248
• 代理人: 楊蕾

1.一種基于力熱耦合算法的航天遙感器熱控指標制定方法，其特征在于，包括：

建立四種力熱耦合的假設工況；

根據力熱耦合彈性變形理論，以及光機結構變形與光學系統轉換關系，計算MTF的值用于定量的評價成像質量；

根據成像質量的整體指標與分系統指標的關系，確定遙感器熱控子系統和機械子系統耦合情況下對應的綜合成像質量指標；

對耦合工況進行迭代計算并以達到成像質量閾值時對應的溫度作為熱控指標，完成光學指標到熱控指標的轉換。

2.根據權利要求1所述的基于力熱耦合算法的航天遙感器熱控指標制定方法，其特征在于，所述建立四種力熱耦合的假設工況包括：

在熱控指標的制定前需要先對遙感器在軌時的力熱環境進行描述和假設，在對遙感器熱控指標的制定時通常對整個系統定義統一的溫度范圍，從均勻的溫度載荷和均勻梯度變化的溫度載荷兩個方面考慮，建立四種溫度工況；

根據實際裝配和調試的重力方向對遙感器進行重力工況假設，將假設的四種溫度工況與一種重力工況進行組合后建立了四種耦合工況，分別為(ΔT) ＆G , X(ΔT) ＆G ,Y(ΔT) ＆G and Z(ΔT) ＆G。

3.根據權利要求1所述的基于力熱耦合算法的航天遙感器熱控指標制定方法，其特征在于，所述計算MTF的值用于定量的評價成像質量包括：

采用耦合彈性力學的有限元分析方法計算遙感器在耦合工況下的彈性變形保證熱控指標的制定精度，通過對遙感器FEM的力-熱耦合計算，得到變形后的各有限元節點的坐標信息，其可作為光學計算的輸入條件；

通過光學計算可分析遙感器結構變形對成像質量的影響，通過基于Zrenike多項式的波前擬合的方法將光學表面節點重建為軟件可用形式，再將所有重建后的光學表面依次輸入光學軟件中生成新的光學系統，進而分析力-熱耦合工況下MTF的變化情況；

其中Zrenike失高數學描述為：

式中K為圓錐系數，ｃ為曲率, A_i為多項式的系數，Z_i為多項式，為歸一化半徑，為幅角；通過對不同耦合工況進行迭代，可得到相對應的MTF值；通過將計算的MTF與成像質量所要求否MTF對比，將耦合工況中帶到成像質量閾值時所對應的溫度作為熱控指標。