大型桁架天线装配精度仿真与代理模型的构建

南凯刚,闫如玉,李光明,房光强,曹争利,吕亮亮

(1.西安交通大学 科技与教育发展研究院，陕西 西安 710049；2.西安交通大学 机械工程学院，陕西 西安 710049；3.西安交通大学 现代设计及转子轴承系统教育部重点实验室，陕西 西安 710049;4.中国航天科技集团有限公司 空间结构与机构技术实验室，上海 201100;5.上海宇航系统工程研究所 薄膜系统展开室，上海 201100)

在无线通信、电子侦察、导航、遥感、深空探测及射电天文等众多卫星系统中，卫星天线作为整个系统的一部分，是卫星系统的“眼睛”和“耳朵”，起着决定性的作用。随着空间技术的快速发展，各国对卫星系统的高精度、多功能、大容量需求日益增加，卫星天线逐渐朝着大型化、高精度、大折叠比方向发展。大型桁架天线具有尺寸大、质量轻、支撑刚度大、折叠比大等诸多优点，使其在航天领域备受关注。同时，大型桁架天线构型复杂，节点、杆件、柔性索、铰链等零部件众多，导致影响其型面精度的误差因素众多，对其进行精准误差分析的建模难度较大，而精确建模与分析技术对于可展开天线的质量保障尤为关键。

Hedgepeth采用逆频率平方的方法，获取了支撑结构中杆件单元长度误差引起的天线结构表面误差[1]。Greene利用Monte Carlo仿真技术，分析了杆长制造误差对形面精度的影响[2]。Bittera探究了可展机构强度和刚度对展开过程的影响[3]。Bendiksen在研究动刚度系数随设计参数的变化趋势后指出，间隙大小对动刚度系数具有显著影响[4]。 Mahaney等利用有限元法，分析了四面体桁架天线在GEO和LEO轨道的温度场和热变形[5]。……