研究目标 

　　研究复杂环境和全工况下反射体保型设计的技术要求，通过模型和仿真，建立最优化大口径天线保型设计模型；在此基础上研究机电集成设计方法，以电性能与结构性能最优为目标，得到更合理的天线结构设计参数；以大口径天线关键设备伺服系统为对象，研究结构与控制集成优化设计及高精度指向控制技术，为提升大口径天线的研制水平和创新能力提供坚实的理论基础。 

　　研究内容 

　　全仰角范围内反射体保型设计研究：研究影响大口径射电望远镜天线保型设计的关键结构因素；以全工况下主反射面rms加权为目标，考虑结构基频要求，重量限制，建立保型优化设计数学模型；研究针对此特定情况下的快速有效地优化策略及优化方法。 

　　复杂环境载荷有效生成方法研究：针对大口径射电望远镜天线工作地点处的常年气象资料，研究风、太阳辐射以及雨雪等恶劣天气规律；研究上述不同气象条件的数学描述和模拟；研究风、热以及雨雪情况对天线性能，尤其是电性能的影响规律，从而指导结构设计。 

　　天线结构机电集成设计研究：研究复杂环境与太阳照射对天线结构位移场的影响，研究结构位移场变化对馈源指向的影响、反射面变形对天线口面场幅度相位分布的影响规律、背架结构制造精度对天线电性能的影响机理、副面撑腿对天线辐射效率的影响，构建天线机械结构与电磁之间的耦合模型，展开天线机电集成优化设计，并且得到电性能最优下的结构形式。 

　　伺服系统的结构与控制集成建模及影响机理研究：大口径天线伺服系统是一个复杂的机电系统，一方面其内部子系统天线结构、天线座及基础之间是相互影响；另一方面结构和控制之间也相互耦合。要实现大口径射电望远镜伺服系统高指向精度的指标要求，需要建立结构与控制的综合优化模型，进行结构与控制的集成设计。着重研究基于大口径射电望远镜有限元模型基础上建立适于控制器设计的系统数学模型；研究结构和环境因素对伺服系统性能的影响分析方法；研究提高指向精度的控制器以及算法。 

　　承担单位：西安电子科技大学，中国电科39所，新疆天文台 

　　课题负责人：王从思 

　　学术骨干：保宏、王伟、曹鸿钧、段学超、蒋力、许谦