[發(fā)明專利]一種衛(wèi)星太陽翼展開鉸鏈剛度優(yōu)化方法和系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202310244331.9
• 申請日: 2023-03-14
• 公開（公告）號: CN116432304A
• 公開（公告）日: 2023-07-14
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 嚴(yán)洲;李全賀;姜秀鵬;高恩宇
• 申請（專利權(quán)）人: 北京微納星空科技有限公司;北京國宇星空科技有限公司;安徽微納星空科技有限公司;海南微納星空科技有限公司;陜西國宇星空科技有限公司
• 主分類號: G06F30/15
• 分類號: G06F30/15;G06F30/20;G06F119/14
• 代理公司: 北京輕創(chuàng)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11212
• 代理人: 姚曉麗

1.一種衛(wèi)星太陽翼展開鉸鏈剛度優(yōu)化方法，其特征在于，包括：

對用于安裝在衛(wèi)星上的太陽翼的展開過程進行建模，得到太陽翼展開模型；

并將所述太陽翼的根部鉸鏈和每個板間鉸鏈的剛度作為優(yōu)化設(shè)計變量，并分別賦予初始值；

基于梯度的優(yōu)化算法，并結(jié)合目標(biāo)函數(shù)計算所有鉸鏈之間的相對剛度，所有鉸鏈包括太陽翼的根部鉸鏈和所有的板間鉸鏈；

利用所述太陽翼的期望展開時長，對所有鉸鏈之間的相對剛度進行歸一化處理，計算得到每個鉸鏈的剛度值；

根據(jù)每個鉸鏈的剛度值進行相應(yīng)選型，得到每個鉸鏈對應(yīng)的待選鉸鏈產(chǎn)品；

在太陽翼展開模型中，向所述太陽翼展開模型分別添加多組待選鉸鏈產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)和剛度，并進仿真計算，得到多個仿真計算結(jié)果，從所有仿真計算結(jié)果中確定最優(yōu)仿真計算結(jié)果，將最優(yōu)仿真計算結(jié)果對應(yīng)的一組待選鉸鏈產(chǎn)品，確定為最終選定的鉸鏈產(chǎn)品。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種衛(wèi)星太陽翼展開鉸鏈剛度優(yōu)化方法，其特征在于，所述目標(biāo)函數(shù)為第一函數(shù)，所述第一函數(shù)為：E表示所述太陽翼的整個展開過程的不同步性指標(biāo)，i表示在所述太陽翼的展開過程中的第i個預(yù)設(shè)時刻，E_i表示在E_i時刻時，太陽展開的不同步性指標(biāo)，k_i表示E_i的預(yù)設(shè)權(quán)重系數(shù)，N表示預(yù)設(shè)時刻的數(shù)量；

或者，所述目標(biāo)函數(shù)為第二函數(shù)，所述第二函數(shù)為：

其中，E表示所述太陽翼的整個展開過程的不同步性指標(biāo)，i表示在所述太陽翼的展開過程中的第i個預(yù)設(shè)時刻，E_i表示在E_i時刻時，太陽展開的不同步性指標(biāo)，k_i表示E_i的預(yù)設(shè)權(quán)重系數(shù)，N表示預(yù)設(shè)時刻的數(shù)量，λ表示放大因子，T_s表示通過仿真計算得到的太陽翼完全展開所用的時長，T表示太陽翼完全展開的期望展開時長。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種衛(wèi)星太陽翼展開鉸鏈剛度優(yōu)化方法，其特征在于，基于梯度的優(yōu)化算法，并結(jié)合目標(biāo)函數(shù)計算所有鉸鏈之間的相對剛度，包括：

當(dāng)所述目標(biāo)函數(shù)為第一函數(shù)時，保持所述根部鉸鏈的剛度不變，基于梯度的優(yōu)化算法，直至將E優(yōu)化至最小值時，得到所有鉸鏈之間的相對剛度；

或者，當(dāng)所述目標(biāo)函數(shù)為第二函數(shù)時，基于梯度的優(yōu)化算法，直至將E優(yōu)化至最小值時，得到所有鉸鏈之間的相對剛度。

4.根據(jù)權(quán)利要求1至3任一項所述的一種衛(wèi)星太陽翼展開鉸鏈剛度優(yōu)化方法，其特征在于，利用所述太陽翼的期望展開時長，對所有鉸鏈之間的相對剛度進行歸一化處理，計算得到每個鉸鏈的剛度值，包括：

利用所述太陽翼的期望展開時長，按照所有鉸鏈之間的相對剛度，對每個鉸鏈的剛度進行同比例放大或縮小，計算得到每個鉸鏈的剛度值。

5.根據(jù)權(quán)利要求1至3任一項所述的一種衛(wèi)星太陽翼展開鉸鏈剛度優(yōu)化方法，其特征在于，所述梯度的優(yōu)化算法為梯度下降法或隨機梯度法。

6.一種衛(wèi)星太陽翼展開鉸鏈剛度優(yōu)化系統(tǒng)，其特征在于，包括建模模塊、計算模塊、歸一化模塊、選型模塊、仿真模塊和確定模塊；

所述建模模塊用于：對用于安裝在衛(wèi)星上的太陽翼的展開過程進行建模，得到太陽翼展開模型，并將所述太陽翼的根部鉸鏈和每個板間鉸鏈的剛度作為優(yōu)化設(shè)計變量，并分別賦予初始值；

所述計算模塊用于：基于梯度的優(yōu)化算法，并結(jié)合目標(biāo)函數(shù)計算所有鉸鏈之間的相對剛度，所有鉸鏈包括太陽翼的根部鉸鏈和所有的板間鉸鏈；

所述歸一化模塊用于：利用所述太陽翼的期望展開時長，對所有鉸鏈之間的相對剛度進行歸一化處理，計算得到每個鉸鏈的剛度值；

所述選型模塊用于：根據(jù)每個鉸鏈的剛度值進行相應(yīng)選型，得到每個鉸鏈對應(yīng)的待選鉸鏈產(chǎn)品；

所述仿真模塊用于：在太陽翼展開模型中，向所述太陽翼展開模型分別添加多組待選鉸鏈產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)和剛度，并進仿真計算，得到多個仿真計算結(jié)果；

所述確定模塊用于：從所有仿真計算結(jié)果中確定最優(yōu)仿真計算結(jié)果，將最優(yōu)仿真計算結(jié)果對應(yīng)的一組待選鉸鏈產(chǎn)品，確定為最終選定的鉸鏈產(chǎn)品。