仪器仪表学报

作者：谢碧晶，傅雨田，陈永和

单位：谢碧晶,1.中国科学院上海技术物理研究所上海200083；2.中国科学院大学北京100049,,傅雨田,中国科学院上海技术物理研究所上海200083,,陈永和,中国科学院上海技术物理研究所上海200083,chenyonghe@mail.sitp.ac.cn,

关键词：大口径反射镜;展开系统;多目标粒子群优化算法;罚函数;参数相关性分析

大口径反射镜展开系统主要用于解决口径超出整流罩包络的望远镜发射问题，需要保证折叠后的望远镜包络满足整流罩包络的约束，并尽可能减轻展开系统的质量，降低执行机构设计复杂度。由于存在设计参数与评价指标较多的问题，故提出采用多目标优化算法与参数相关性分析相结合的优化设计方法，以提高展开系统性能。首先，提出了一种引入罚函数的多目标粒子群优化算法：根据评价指标间的耦合关系，降低优化目标数量；建立多目标粒子群优化算法，并使用罚函数作为各参数方案是否满足展开系统功能的判据，从而实现展开系统多目标优化并保证算法结果的可靠性。其次,通过改变参数搜索区间、折叠后反射镜的径向包络等初始条件进行仿真，分析算法结果的初始条件、设计参数与评价指标的相关性。最后，通过将评价指标分组，并采取分步打分与筛选的策略，选出了一组最优参数方案。相比于原始设计，其总质量降低了20.90%，最大等效转动惯量降低了28.75%，2根摇杆的伸缩行程分别缩小了64.04%与67.04%。采用最优参数方案重新构建大口径反射镜展开系统，并对其进行折叠状态下的随机振动分析。结果表明，在不改变材料的前提下，优化后的大口径反射镜系统仍可满足相应的力学条件。

来源：2025年第8期

《仪器仪表学报》期刊编辑部

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