空间多载荷高精度拼接支撑结构的优化设计

摘要

针对遥感卫星在多载荷高精度拼接扩大幅宽时需保证成像质量的要求,考虑多载荷之间的耦合,对支撑结构进行空间布局优化以及结构/热控一体化设计。应用改进的Heaviside密度滤波拓扑优化方法获取最优结构/热控的材料分布形式,结合多目标遗传算法进行详细优化设计,获取支撑结构质量、一阶固有频率和载荷安装面面形精度的Pareto前沿解集,优化所得支撑结构组件的一阶固有频率为384.8 Hz,质量为9.47 kg,安装面面形精度为0.004 0 mm。对该结构进行静力和热变形仿真分析,并开展振动和结构稳定性试验,结果显示其星敏感器指向精度优于9″,双相机光轴夹角变化满足指标要求,即结构具有较优的结构/热稳定性,满足遥感卫星对其高性能指标要求。