[发明专利]面向天地一致性的索网天线型面预测调整方法

权利要求书

1.面向天地一致性的索网天线型面预测调整方法，其特征在于：具体包括如下步骤：

步骤1，根据设计实物天线HM₀时的理想天线建立有限元模型作为初始数学模型AM₀，测量实物索网天线所有节点的位置组合所有节点平衡方程，得到索网天线自由节点的平衡矩阵A_3(n-c)×m；其中，n为索网天线节点总数，c为索网天线固定节点数，n-c为索网天线自由节点总数，m为索网天线索单元总数；

步骤2，计算由步骤1得到的平衡矩阵A的秩r_A，得到独立自由模态数s₁＝m-r_A，计算挑选出s₁根索单元编号作为待测量索力索单元编号序列N₁，并将实物天线索力T分为待测量索力T₁和待求解索力T₂，待测量索力T₁和待求解索力T₂相对应的平衡矩阵分块为A₁、A₂；

步骤3，测量实物索网天线HM₀索单元编号序列为N₁的索力T₁，通过分块平衡方程计算待求解索力T₂：

步骤4，令索网天线数学模型AM₀的调整次数k₁＝0，记实物天线HM₀初始索力根据步骤1得到的实物索网天线节点位置和实物天线索力修改索网天线数学模型中相应的节点位置为修改初始数学模型的索力为得到修正后的有限元数学模型AM₁，则数学模型AM₁和实物天线HM₀保持一致；

步骤5，基于修正后的数学模型AM₁施加反向等效节点重力、去除重力项得到无重力模型AM₂，其中反向等效节点重力为-G_f，采用有限元法计算索网天线变形后的平衡态，则自由节点位移向量表示为：

其中，K_ff、K_fb为分块刚度方程，U_b为边界节点位移；

步骤6，星载天线的常温参考温度设置为T_c＝20℃，将天线的工作温度区间[-160℃,120℃]等分为15个工况温度，分析每个温度T工况下的有限元数学模型AM₂的n₁个型面节点与天线工作抛物面的z向偏差列向量计算型面节点均方根误差

其中，n₁表示反射面节点的个数，其中为AM₂的型面节点与天线工作抛物面之间的z向偏差列向量，f表示天线的焦距：

步骤7，挑选最大型面节点均方根误差工况作为型面误差恶化最严重的工况温度T_m，记工况温度T_m下的型面节点z向偏差列向量为计算该工况下索网天线的n₁个型面节点对调整索的敏度矩阵采用敏度矩阵方法计算调整索的调整量

步骤8，将调整量施加到处于工况温度T_m的天线数学模型AM₂，然后恢复到常温T_c，完成一次预测调整；令调整次数k₁＝k₁+1，重新进行有限元分析得到所有工况温度下的计算各个工况温度下的型面节点均方根误差

步骤9，若各个工况下最大的型面节点均方根误差符合设计工作要求则天线数学模型AM₂的热变形满足高低温工况要求完成数学模型AM₂在轨预测调整，否则返回步骤7继续进行调整；

步骤10，将完成预测调整的天线数学模型AM₂恢复到常温T_c得到常温状态的天线数学模型AM₃，施加等效节点重力载荷G_f映射到地面环境，得到地面环境的映射数学模型AM₄；

步骤11，令实物天线HM₀的调整目标为地面环境的映射数学模型AM₄，令实物天线HM₀的调整次数k₂＝0，根据步骤4的修正数学模型AM₁计算敏度矩阵

步骤12，计算修正数学模型AM₁的节点相对于地面环境的映射数学模型AM₄的自由型面节点偏差采用敏度矩阵的广义逆计算调整索的调整量：

式中，为数学模型AM₁的型面节点坐标，为AM₄的型面节点坐标；

步骤13，将调整量同时施加到实物天线HM₀和数学模型AM₁上，令调整次数k₂＝k₂+1，更新调整后的数学模型AM₁型面节点相对于调整目标AM₄的节点位置偏差计算实物天线HM₀相对于调整目标AM₄的型面节点均方根误差

步骤14，若型面节点均方根误差满足调整目标则完成实物天线的调整，否则返回步骤12继续进行调整。