[發明專利]用于航天器熱試驗的紅外燈陣的優化設計方法及裝置

在審

• 申請號: 202210387273.0
• 申請日: 2022-04-13
• 公開（公告）號: CN114818030A
• 公開（公告）日: 2022-07-29
• 發明（設計）人: 林寶軍;蔣桂忠;張筱嫻;林士峰;張旭;付曉琴;許紅陽;任烜;張磊
• 申請（專利權）人: 中國科學院微小衛星創新研究院;上海微小衛星工程中心
• 主分類號: G06F30/12
• 分類號: G06F30/12;G06F30/15;G06F30/27;G06F111/04
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 杜娟;駱希聰

1.一種用于航天器熱試驗的紅外燈陣的優化設計方法，包括：

構建初始紅外燈陣，所述初始紅外燈陣包括m行和n列，每行中相鄰紅外燈之間具有行間距，每列中相鄰紅外燈之間具有列間距，每個紅外燈具有距離被照面的高度，m和n都是大于等于1的正整數；以及

采用第一優化算法對所述行間距、所述列間距和所述高度進行優化迭代計算，所述第一優化算法的目標函數包括所述紅外燈陣的熱流分布不均勻度，停止迭代的條件包括所述熱流分布不均勻度小于第一目標值。

2.如權利要求1所述的優化設計方法，其特征在于，所述第一優化算法的約束條件包括所述行間距和列間距從所述紅外燈陣的中心向外周逐漸減小，所述高度從所述紅外燈陣的中心向外周逐漸降低。

3.如權利要求1所述的優化設計方法，其特征在于，在所述構建初始紅外燈陣的步驟中，還包括：基于工程經驗設置所述行間距的初始行間距和所述列間距的初始列間距。

4.如權利要求1所述的優化設計方法，其特征在于，所述第一優化算法包括粒子群優化算法。

5.如權利要求1所述的優化設計方法，其特征在于，在所述采用第一優化算法對所述行間距、所述列間距和所述高度進行優化迭代計算的步驟中，還包括：設置行間距界限、列間距界限和/或高度界限；判斷所述行間距是否超過所述行間距界限、判斷所述列間距是否超過所述列間距界限和/或判斷所述高度是否超過所述高度界限；當超過時，使所述行間距位于所述行間距界限之內、使所述列間距位于所述列間距界限之內和/或使所述高度位于所述高度界限之內。

6.如權利要求5所述的優化設計方法，其特征在于，使所述行間距位于所述行間距界限之內、使所述列間距位于所述列間距界限之內和/或使所述高度位于所述高度界限之內的步驟包括：

當xx_max時，使x＝2*x_max-x；

當xx_min時，使x＝2*x_min-x；

其中，x表示所述行間距、所述列間距或所述高度，x_min,x_max分別表示所述行間距界限、所述列間距界限或所述高度界限中的最大值和最小值。

7.如權利要求1所述的優化設計方法，其特征在于，在所述采用第一優化算法對所述行間距、所述列間距和所述高度進行優化迭代計算的步驟中，還包括：當迭代次數大于預設閾值并且所述熱流分布不均勻度不小于所述第一目標值時，重新構建所述初始紅外燈陣為第二紅外燈陣，所述第二紅外燈陣的面積等于所述初始紅外燈陣，所述第二紅外燈陣包括m+1行和n列，或所述第二紅外燈陣包括m行和n+1列。

8.如權利要求1所述的優化設計方法，其特征在于，還包括：將所述初始紅外燈陣劃分為四個象限，所述采用第一優化算法對所述行間距、所述列間距和所述高度進行優化迭代計算的步驟包括：選取所述四個象限中的一個象限作為目標象限，對所述目標象限中的紅外燈的行間距、列間距和高度進行優化迭代計算。

9.如權利要求1所述的優化設計方法，其特征在于，還包括：將航天器熱試驗中的被照面分割為多個矩形基本被照面，針對所述矩形基本被照面構建所述初始紅外燈陣。

10.如權利要求9所述的優化設計方法，其特征在于，所述被照面的形狀包括矩形、L形、凹形和凸形中的任意一種或多種的組合。

11.如權利要求9所述的優化設計方法，其特征在于，還包括：依次針對每個所述矩形基本被照面構建所述初始紅外燈陣，并且采用第一優化算法對所述行間距、所述列間距和所述高度進行優化迭代計算；根據每個所述矩形基本被照面的熱流分布不均勻度獲得總熱流分布不均勻度；采用第二優化算法對每個所述矩形基本被照面的電流參數進行優化迭代計算，停止迭代的條件包括所述總熱流分布不均勻度小于第二目標值。