面向立方星伞状天线面形精度的铰链随机误差设计方法技术

本发明专利技术属于网状可展伞天线技术领域，公开了一种面向立方星伞状天线面形精度的铰链随机误差设计方法，包括：输入天线肋、索网初始结构参数与力密度值；定义上索网节点对应计算矩阵；计算肋节点对应的长度对角矩阵；计算肋节点坐标相对于xy面之间夹角的正弦的对角矩阵；计算肋节点坐标相对于xy面之间夹角的余弦的对角矩阵；定义新的矩阵；对新矩阵进行运算拆分；给定因铰链产生误差角度的标准差范围，分别用计算公式和蒙特卡洛求形面误差的均值；按形面精度允许均值给定铰链随机误差取值范围。本发明专利技术可实现面向立方星伞状天线面形精度的铰链随机误差设计，实现铰链在加工制造中的指导。

【技术实现步骤摘要】
面向立方星伞状天线面形精度的铰链随机误差设计方法
本专利技术属于网状可展伞天线
，尤其涉及一种面向立方星伞状天线面形精度的铰链随机误差设计方法。
技术介绍
目前：网状可展伞天线具有质量轻、收纳率高、高精度等优点在航天领域得到了广泛的关注。对于网状可展伞状天线一般由离散的抛物线肋、肋与肋之间的抛物柱面及附着在抛物柱面上的调节索网组成，这样的天线形面精度很大一部分要受到天线肋的影响，而天线肋一般通过铰链与中心轮毂之间连接，展开靠展开机构的配合进行展开。而现实受到加工制造及其装配的限制，连接的铰链间隙误差会促使肋产生一定的误差角，如何在允许的形面精度下加工出允许的铰链间隙误差是保证反射面精度的关键。Hedgepeth在文献“Influenceoffabricationtolerancesonthesurfaceaccuracyoflargeantennastructure”中提出了统计误差与结构自振频率分析的等效原理，提出了一种由桁架天线结构单元尺寸随机误差计算反射面表面平均误差的方法。范叶森在文献“绳索长度误差对索网天线网面精度影响的分析方法本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种面向立方星伞状天线面形精度的铰链随机误差设计方法，其特征在于，所述面向立方星伞状天线面形精度的铰链随机误差设计方法包括：/n输入天线肋、索网初始结构参数与力密度值，定义上索网节点对应计算矩阵；/n计算肋节点对应的长度对角矩阵；计算肋节点坐标相对于xy面之间夹角的正弦的对角阵；计算肋节点坐标相对于xy面之间夹角的余弦的对角阵；定义新矩阵；对新矩阵进行运算并拆分；给定因铰链产生误差角度的标准差范围，分别用计算公式和蒙特卡洛求形面误差的均值；/n按形面精度允许均值给定铰链随机误差取值范围。/n

【技术特征摘要】
1.一种面向立方星伞状天线面形精度的铰链随机误差设计方法，其特征在于，所述面向立方星伞状天线面形精度的铰链随机误差设计方法包括：
输入天线肋、索网初始结构参数与力密度值，定义上索网节点对应计算矩阵；
计算肋节点对应的长度对角矩阵；计算肋节点坐标相对于xy面之间夹角的正弦的对角阵；计算肋节点坐标相对于xy面之间夹角的余弦的对角阵；定义新矩阵；对新矩阵进行运算并拆分；给定因铰链产生误差角度的标准差范围，分别用计算公式和蒙特卡洛求形面误差的均值；
按形面精度允许均值给定铰链随机误差取值范围。


2.如权利要求1所述的面向立方星伞状天线面形精度的铰链随机误差设计方法，其特征在于，所述面向立方星伞状天线面形精度的铰链随机误差设计方法输入用户提供的包含天线支撑肋分段后的节点坐标、索网节点坐标、索网节点坐标个数、索网与肋连接节点的个数、索网节点对应的拓扑矩阵、索网与支撑肋之间连接的节点拓扑矩阵、索网力密度值。


3.如权利要求2所述的面向立方星伞状天线面形精度的铰链随机误差设计方法，其特征在于，所述面向立方星伞状天线面形精度的铰链随机误差设计方法根据天线索网节点对应的拓扑矩阵、索网与支撑肋之间连接的节点拓扑矩阵、索网力密度值定义上索网节点对应计算矩阵：



其中，Kc表示上索网节点对应计算矩阵，K'c表示下索网节点对应的计算矩阵，Cf表示索网节点对应的拓扑矩阵、Cg表示索网与支撑肋之间连接的节点拓扑矩阵，Q表示索网力密度值，上角标T表示转置，上角标-1表示矩阵的逆。


4.如权利要求3所述的面向立方星伞状天线面形精度的铰链随机误差设计方法，其特征在于，所述面向立方星伞状天线面形精度的铰链随机误差设计方法计算肋节点对应的长度对角矩阵，按照下式进行计算：



其中，L表示肋节点对应的长度对角矩阵，n表示天线离散肋个数，m表示每根肋的分段数，ln,m表示第n根肋的第m个上索网连接节点到原点之间的距离，l'n,m表示第n根肋的第m个下索网连接节点到原点之间的距离，diag表示对角矩阵符号。


5.如权利要求4所述的面向立方星伞状天线面形精度的铰链随机误差设计方法，其特征在于，所述面向立方星伞状天线面形精度的铰链随机误差设计方法计算肋节点坐标相对于xy面之间夹角的正弦的对角阵，按照下式计算：



其中，M1表示肋节点坐标相对于xy面之间夹角的正弦的对角阵，n表示天线离散肋个数，m表示每根肋的分段数，表示第n根肋的第m个上索网连接节点与xy面之间夹角，表示表示第n根肋的第m个下索网连接节点与xy面之间夹角，sin表示求正弦，diag表示对角矩阵符号；
计算肋节点坐标相对于xy面之间夹角的余弦的对角阵，按照下式计算：



其中，M2表示肋节点坐标相对于xy面之间夹角的余弦的对角阵，n表示天线离散肋个数，m表示每根肋的分段数，表示第n根肋的第m个上索网连接节点与xy面之间夹角，表示表示第n根肋的第m个下索网连接节点与xy面之间夹角，cos表示求余弦，diag表示对角矩阵符号。...

【专利技术属性】
技术研发人员：张树新，邢永涛，韩晓童，杜敬利，张逸群，杨东武，
申请(专利权)人：西安电子科技大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61