本文环绕空间平面相控阵天线的折叠构型优化问题,开展了三项次要工做:开辟构型优化法式、开展数值优化试验,并进行物理样机验验。构型优化法式研究采用分步束缚优化策略:起首成立五类根本面板毗连构型(A-E型),如表1所示,通过初始束缚限制首块面板取星体的两种毗连体例。
其次建立碰撞束缚(避免面板堆叠)取束缚(防止活动径冲突)法则库,筛选出23种无效双字符组合,如图1所示。
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相控阵天线因具备波束快速调控、多方针等劣势,正在星载通信取合成孔径雷达等范畴获得普遍使用,相关使命需求也鞭策其向大口径标的目的持续演进。面临星载平台对天线大尺寸取高折叠效率的双主要求,保守折叠设想方式因解空间复杂、已难以满脚复杂构型的快速优化需求。为此,本文提出一种基于波函数坍缩算法(WFC)的前向喷鼻农熵波函数坍缩方式(FSE-WFC),初次将该类算法引入一维可展开相控阵天线的面板构型设想中。该方式通过引入消息熵束缚指点构型生成,并连系组合优化取束缚筛选策略,无效压缩解空间,提拔搜刮效率。等机械束缚前提的前提下,实现折叠包络体积最小化取算法计较效率的同步提拔。
本研究基于FSE-WFC算法对一种单侧为7面板的一维对称可展开相控阵天线的折叠构型进行了优化设想,并取得了显著的机能改良。研究中针对高度为 350 mm 的卫星模子,采用 FSE-WFC 算法优化后,天线折叠构型的包络面积由 3。21 m² 降至 2。62 m²,削减了 18。3%;针对 600 mm 高度的卫星模子,包络面积从 4。43 m² 降至 3。09 m²,削减了 9。0%。所有优化成果均满脚布局毗连取展开的束缚前提。
最初提出图二所示的前向喷鼻农熵波函数坍缩算法(FSE-WFC)。该算法通过计较候选组合的消息熵来选择熵值最低的构型,并连系遗传算法的变异操做对选定构型进行迭代优化。
正在试验阶段,针对350mm/600mm两种卫星高度的典型场景,使用上述方式进行构型设想取包络面积评估。最终,选定七单位 (E)DEDECA 构型制做物理样机,设置装备摆设扭簧驱动搭钮开展五次展开尝试,同步前进履力学仿实对比,尝试数据显示展开过程未发生,验证算法的工程合用性。
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本研究提出一种基于波函数坍缩算法(WFC)的面板构型优化方式,用于处理一维可展开相控阵天线正在折叠构型设想中面对的陈列选择过多取计较成本过高的问题。通过引入初始、碰撞取等多层级束缚,并连系消息熵计较取鸿沟筛选机制,无效缩小领会空间,提拔了构型的可行性取紧凑性。算法正在包络面积取运算效率方面均实现显著优化,为可展开天线布局的高效设想供给了适用的手艺径。并引入自顺应优化策略,以加强算法的通用性和工程合用性。
燕山大学机械人团队传承深挚的科研积淀,立脚根本研究,一直以办事国度严沉需乞降鞭策前沿手艺成长为方针,持续拓展机械人手艺的理论深度取使用鸿沟,鞭策学科交叉取手艺立异。数十年来正在黄实传授、赵传授等机械人机构学专家的指点取引领下,环绕并联机械人配备、多环耦合航构、力手艺、软体机械人手艺等研究标的目的,构成了明显的研究特色和完整的手艺系统。
计较复杂度从穷举法的O(n×5^n)降至O(n²),当n=6时计较时间显著削减(图15)。此外,物理样机验证采用七单位(E)DEDECA 构型开展了五次反复尝试。尝试成果表白,展开过程取仿实成果高度分歧;仅正在t = 0。5 s 时,仿实成果取尝试成果之间呈现轻细差别,次要源于面板5–6毗连处的轻细拆卸公役。总体而言,全体展开过程顺畅,五次尝试均未发朝气械,验证了该构型设想的靠得住性取工程顺应性。
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