快速反射镜椭圆弧柔性铰链多目标优化设计

摘要

在快速反射镜柔性铰链优化设计中,为保障反射镜精度和稳定性,应尽量提高柔性铰链工作轴转动柔度和非工作轴转动刚度.以某快速反射镜的椭圆弧柔性铰链为研究对象,首先利用最小二乘法和积分思想推导了三个转动轴的转动柔度公式,与有限元法对比,二者最大相对误差小于6.8％,解决了矩形截面扭转柔度积分过于复杂的问题;其次基于改进的非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)对三个转动轴进行了多目标优化设计,达到设计指标,所得最优解和求解效率较传统算法有了明显提高,其中Pareto解求解效率较多岛遗传算法(MIGA)提高了14.3％,较粒子群算法(PSO)提高了25％;最后对NSGA-Ⅱ算法所得最优解进行了有限元验证,结果表明二者最大相对误差小于6.5％,吻合较好.