基于面板调整矩阵的主动主反射面天线促动器调整量确定方法技术

本发明专利技术涉及一种基于面板调整矩阵的主动主反射面天线促动器调整量确定方法，包括：建立主动主反射面每一块面板和整个反射面天线的有限元模型；得到每一块面板对应的弹性变形函数；将整个反射面的弹性变形表示为弹性变形计算矩阵与促动器调整量的乘积；施加当前工况对应的外载荷，仿真得到整个反射面的结构变形列向量；建立促动器调整量优化模型，计算考虑面板弹性变形的促动器调整量；计算促动器调整之后的反射面天线的电性能指标；判断电性能指标是否满足要求，若满足，结束当前工况下促动器的调整；若不满足，更新整个反射面天线的有限元模型，重复上述步骤。本发明专利技术考虑了面板弹性变形对促动器调整量的影响，提高了反射面表面精度。

【技术实现步骤摘要】
基于面板调整矩阵的主动主反射面天线促动器调整量确定方法
本专利技术涉及天线
，更具体地涉及一种基于面板调整矩阵的主动主反射面天线促动器调整量确定方法，应用于工程中主动主反射面天线面板促动器调整量的快速确定，以实现主动面天线对主反射面变形的快速补偿。
技术介绍
大型反射面天线的结构简单，具有高增益和高指向精度，广泛应用于射电天文、深空探测等领域。随着反射面天线向着更大口径、更高频段的方向发展，对反射面表面精度提出了更高要求，任何微小的结构变形都将引起反射面天线电性能的显著下降，故在工程中，对于高精度大口径反射面天线，通常采用主动主反射面技术，例如上海65米射电望远镜、美国绿岸100米射电望远镜、新疆拟建110米射电望远镜等等。大口径反射面天线通常露天工作，除了受到自身重力影响之外，通常还受到温度载荷、风荷等的影响，导致结构发生变形。因此，主动主反射面技术，通过面板顶点位置的促动器主动调整每一块面板的位置，实现对反射面变形的补偿，有效改善反射面天线的电性能。然而，大口径反射面天线的促动器的数量通常较大，例如美国绿岸100米射电本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于面板调整矩阵的主动主反射面天线促动器调整量确定方法，其特征在于，包括：/n步骤S1，根据主动主反射面天线的结构参数以及材料属性，建立主动主反射面每一块面板的有限元模型以及整个主动主反射面天线的有限元模型；/n步骤S2，针对所述每一块面板的有限元模型，对面板上的促动器位置施加单位法向位移，得到每一块面板对应的面板弹性变形函数；/n步骤S3，根据所述面板弹性变形函数，组集整个主动主反射面的弹性变形计算矩阵，将整个主动主反射面的弹性变形表示为弹性变形计算矩阵与促动器调整量的乘积；/n步骤S4，根据所述整个主动主反射面天线的有限元模型，施加当前天线服役工况对应的外载荷，仿真得到整个主动主反...

【技术特征摘要】
1.一种基于面板调整矩阵的主动主反射面天线促动器调整量确定方法，其特征在于，包括：
步骤S1，根据主动主反射面天线的结构参数以及材料属性，建立主动主反射面每一块面板的有限元模型以及整个主动主反射面天线的有限元模型；
步骤S2，针对所述每一块面板的有限元模型，对面板上的促动器位置施加单位法向位移，得到每一块面板对应的面板弹性变形函数；
步骤S3，根据所述面板弹性变形函数，组集整个主动主反射面的弹性变形计算矩阵，将整个主动主反射面的弹性变形表示为弹性变形计算矩阵与促动器调整量的乘积；
步骤S4，根据所述整个主动主反射面天线的有限元模型，施加当前天线服役工况对应的外载荷，仿真得到整个主动主反射面的结构变形列向量；
步骤S5，根据所述弹性变形计算矩阵以及结构变形列向量，建立促动器调整量优化模型，计算出考虑面板弹性变形的促动器调整量；
步骤S6，根据所述促动器调整量对促动器进行调整，计算促动器调整之后的主动主反射面天线的电性能指标；
步骤S7，判断所述电性能指标是否满足要求，若满足，则结束当前天线服役工况下促动器的调整；若不满足，则根据所述促动器调整量，更新整个主动主反射面天线的有限元模型，重复步骤S4-S7。


2.根据权利要求1所述的基于面板调整矩阵的主动主反射面天线促动器调整量确定方法，其特征在于，所述步骤S1中的主动主反射面天线的结构参数包括天线面板、背筋、背架、支撑短梁、中心体、副反射面和座架中的若干项，材料属性包括密度、泊松比、弹性模量和热膨胀系数中的若干项。


3.根据权利要求1所述的基于面板调整矩阵的主动主反射面天线促动器调整量确定方法，其特征在于，所述步骤S2包括：
步骤S21，从第e块面板的有限元模型中提取该面板四个顶点促动器位置的节点坐标：将所述节点坐标代入法向量计算公式中，计算得到第e块面板四个顶点促动器位置的节点的单位法向量其中，e＝1,2,3,…,M，M为面板总数；
步骤S22，根据所述单位法向量依次在第e块面板的四个顶点促动器位置施加单位法向位移约束，基于有限元方法得到对应的面板弹性变形函数f1e、f2e、f3e、f4e；
步骤S23，根据所述单位法向量同时在第e块面板的四个顶点促动器位置施加单位法向位移约束，基于有限元方法得到对应的面板弹性变形函数f5e；
步骤S24，依次令e＝1,2,3,…,M，重复步骤S21至S23，得到所有M块面板对应的五种面板弹性变形函数。


4.根据权利要求3所述的基于面板调整矩阵的主动主反射面天线促动器调整量确定方法，其特征在于，所述步骤S3包括：
步骤S31，针对第e块面板，将面板内部任意节点变形δe表示为第e块面板的四个促动器的调整量的函数：



步骤S32，将第e块面板的所有节点坐标带入所述步骤S31中的函数f1e、f2e、f3e、f4e、f5e当中，则第e块面板所有节点变形列向量δe可表示为矩阵形式：



其中，δe为第e块面板的所有节点的变形所形成的列向量，为将第e块面板的所有节点坐标带入所形成的列向量，为将第e块面板的所有节点坐标带入所形成的列向量，为将第e块面板的所有节点坐标带入所形成的列向量，为将第e块面板的所有节点坐标带入所形成的列向量，为促动器调整量列向量，上标T为转置符号，Ge为第e块面板对应的弹性变形计算矩阵，<...

【专利技术属性】
技术研发人员：许谦，连培园，王从思，薛松，项斌斌，严粤飞，王艳，王娜，王志海，郑元鹏，段玉虎，
申请(专利权)人：中国科学院新疆天文台，
类型：发明
国别省市：新疆;65