一、空间太阳望远镜主桁架的模态分析与试验（论文文献综述）
邵梦旗[1]（2021）在《空间相机光机结构集成优化设计方法研究》文中认为随着航天遥感技术的快速发展,空间相机已在国民经济的各行各业得到了广泛的应用,空间相机的系统光学性能指标也越来越高。光学机械结构作为实现相机光学系统功能的主要组件,面对外界环境的干扰和发射成本的约束需要其具有良好的性能稳定性和足够的轻量化。然而,相机光学性能的提高往往伴随着口径和焦距的增大,这对光机结构的轻量化和力学性能稳定性的设计提出了巨大挑战。因此,需要研究先进的光机结构优化设计方法,使得光机结构能够兼顾不同指标的需求。本文从相机的光学性能响应量分析方法着手,提出了相机视轴稳定性误差和波前误差的系统性能评价方法,研究了集成相机视轴稳定性误差和波前误差的光机结构构型优化技术和尺寸参数多目标优化技术。主要研究内容和成果如下:研究了基于有限元分析和线性光学模型的视轴稳定性误差和系统波前误差的光机集成分析方法。详细阐述了空间相机光学系统中反射光线和折射光线的追迹原理,推导了视轴稳定性误差和波前误差的理论表达式。基于相机的光线追迹分析模型,分析了主反射镜和次反射镜镜面刚体位移和面形误差对系统光学性能的敏感性,建立了用于连接结构分析和光学性能评价的线性光学模型。设计了相机的初始光机结构,并结合有限元分析和线性光学模型对相机在重力和温度变化载荷作用下的视轴稳定性误差和波前误差的均方根值进行了评价。依据系统光学性能关于主反射镜和次反射镜刚体位移的线性灵敏度矩阵,将系统光学性能作为性能评价方程建立在光机结构的有限元模型中。以光学性能作为性能约束,并添加可制造性约束,以结构刚度最大为目标对次镜主支撑结构和主反射镜的初始构型进行了拓扑优化;以主反射镜面形均方根值为约束,结构刚度最大为目标对主支撑背板的初始构型进行了拓扑优化。利用移动渐近法求解优化模型,直到目标函数迭代收敛。拓扑优化结果显示:在满足光学性能要求的前提下,结构轻量化率达到了44.7%。在拓扑优化结果的基础上,对次镜主支撑结构和主反射镜进行了详细的尺寸参数化。采用基于拉丁超立方抽样的试验设计法对各尺寸参数进行了敏感性分析。对比了分别以镜面刚体位移为响应量和以系统光学性能为响应量的敏感性分析结果,讨论了以系统光学性能为目标响应量的重要性,并识别出了关键的尺寸参数。以关键尺寸参数为设计变量,以质量最小以及自重载荷和温升载荷作用下的视轴稳定性误差和波前误差最小为目标,建立了多目标优化模型。利用多目标遗传算法获得了帕累托最优解集,从解集中选取出了最符合要求的最终解。最终设计结果相比传统设计结果在性能稳定性和轻量化程度上具有明显的优势。对研制出的各组部件进行了尺寸稳定性测试。对整机的力学仿真模型进行了初步的质量特性校验,然后分别进行了整机的模态分析、正弦和随机振动频率响应分析以及动力学环境模拟试验;并检测了相机翻转前后的系统波前误差变化;以考核结构在不同振动条件以及静力学载荷条件下的稳定性。结果表明光机结构具有良好的性能稳定性,也证明了优化设计的有效性;同时,仿真分析和检测试验对比结果验证了本文分析模型的准确性。最终完成了空间相机良好性能稳定性和轻量化的综合设计目标。
曲慧东[2]（2021）在《空间望远镜光机结构设计及力学特性研究》文中进行了进一步梳理随着吉林一号卫星、天问一号火星探测器和嫦娥五号完成月球采样等瞩目成就的取得,我国逐渐加速从航天大国走向航天强国。在空间对地观测领域经过多年深耕,已经取得了一系列显着成果并掌握了诸多核心技术,为了进一步加强对宇宙的观测与探索,就必须持续不断地开展空间望远镜的设计及其相关关键技术的研究。本文应用理论与传统经验相结合的方法,利用有限元分析技术针对某空间望远镜的主、次镜组件和主支撑结构进行设计与分析。对比分析了常用反射镜和光机结构材料的力学和热物理特性,综合评价其性能指标,从中优选了Si C材料用于轻量化反射镜的镜坯制作,碳纤维复合材料作为望远镜主支撑结构材料。利用经验设计与有限元分析相结合的方法对主、次反射镜结构进行初步设计。设计了口径为1130 mm的主镜结构参数,镜体厚度为95 mm,采用背部三点支撑方案;口径300 mm的次镜采取背部单点支撑方案,镜体厚度38 mm。针对主、次镜进行了轻量化技术研究。借鉴现有的反射镜轻量化设计方法,对主镜结构进行了传统经验设计、基于传统经验设计的拓扑优化设计和直接拓扑优化设计。对比三种轻量化主镜结构发现,基于传统经验设计的反射镜其结构合理、材料分布均匀,在热环境下具有优势,但仍有进一步优化的空间;在传统经验设计基础上的拓扑优化主镜,兼顾了传统经验与拓扑优化的优势,但也降低了某些性能,该主镜较优化前降低了质量、减小自重变形;采用直接拓扑优化得到的主镜不仅轻量化率最高,在自重下的变形也最小。采用拓扑优化设计方法对300 mm口径次镜结构进行了轻量化设计,拓扑优化次镜重1.83 kg。对保证空间光学系统精密位置的主支撑结构进行了结构设计。对比分析了筒式结构和桁架式支撑结构,最终选用了桁架式结构作为本空间望远镜的主支撑结构形式。研究了影响桁架结构刚度的关键因素,利用Opti Struct软件优化得到了刚度最佳时的桁架杆位置关系,在此基础上对不同位置的桁架杆进行分组尺寸优化,最终优化设计出了刚度高且轻质稳定的桁架式空间望远镜主支撑结构。建立了空间望远镜的整机有限元模型,利用有限元分析方法对空间望远镜整机进行了静、动力学及热结构特性分析。光轴水平时自重工况下以及5℃均匀温升工况下各反射镜面形均满足RMS小于12.6 nm的设计指标要求;整机约束模态分析结果表明,整机基频为99 Hz,整机动态刚度足够高;正弦振动和随机振动的分析结果也验证了本文所设计的空间望远镜结构能够经受发射运载时的动力学环境。
罗致帮[3]（2021）在《临近空间大口径望远镜光机结构设计研究》文中提出近年来,反射式望远镜凭借其无色差、易于加工等优点被广泛运用在现代大型望远镜中。地基望远镜受到大气层的一些基本限制,无法访问某些光谱区域,同时因为飞机的能力受到限制,太空观测站本质上也是昂贵的,并且存在操作局限性,发射后通常无法进行仪器的更新或校正。所以在临近空间使用气球搭载望远镜克服地球大气障碍进行天文观测的优势越发明显。随着天文观测需要对空间探测分辨率的不断提高,空间相机主反射镜的口径越来越大,大口径望远镜光机结构设计的难度也越来越大。本文依托某适用于临近空间的载荷项目,以φ816mm口径望远镜光机结构设计为研究对象,针对反射镜镜体设计、复合支撑结构设计、精密装配等科学问题,从理论研究、结构设计、仿真优化、实验验证等方面展开研究。（1）提出了一种背部6点兼周边6点的复合支撑方案。φ816mm口径临近空间望远镜在观测过程中存在0°～65°的俯仰角度变化,传统支撑方案无法满足观测要求。本文在概括了空间大口径望远镜发展现状的基础上,阐述了空间大口径反射镜支撑的原理及支撑形式。并根据运动学支撑原理确定了以周边支撑结合背部支撑的复合支撑方式为本课题主反射镜的支撑方案。（2）针对816mm口径反射镜的光学性能、重量及工作环境等要求,依据传统经验公式和拓扑优化方法,完成了主镜镜体的设计。根据实体主镜拓扑优化结果,寻找背部支撑的传力路径,确定主镜的轻量化孔形式及背部加强筋的分布。采用三角形+局部扇形轻量化孔的轻量化形式的主镜重量仅为32.6 kg,光轴水平面形RMS为1.21nm,光轴竖直面形RMS为2.82nm,均优于λ/50（λ=632.8 nm）。（3）基于坐标变换法提出了一种直梁铰链的柔度矩阵计算方法。首先对柔性结构在空间六个自由度的运动特性进行分析,得到了普通柔性单元的柔度矩阵,再通过坐标变换法将Von Mise的梁变形理论进行推导,得到了参考坐标系在梁末端时直梁圆角形柔性铰链的柔度矩阵。并按照功能分配及指标分配结果,采用灵敏度分析结合参数优化对背部支撑中的柔性细杆进行结构设计;采用柔度分析法结合综合评价因子对周边支撑中的A型框进行结构设计。最后通过解耦分析,得到了光轴竖直和水平状态下的各支撑状态下主镜面型,分析结果表明,采用柔度分析法设计的柔性支撑不仅满足面型要求还满足解耦要求。（4）基于Serrurier桁架的等效平面模型和三角形桁架基本单元刚度推导了八杆Serrurier桁架在不同重力方向下的位移公式,重力偏心引起的转角公式和自振频率公式,为桁架设计提供了理论依据。（5）采用仿真分析加试验验证的方法来考察临近空间望远镜光机结构设计结果,有限元分析通过对望远镜整机动力学特性、动力学响应、静力学性能的分析,验证望远镜整机系统在各工况下的稳定性。结合主镜组件的面型检测和望远镜系统的装调试验结果,表明本文所采用的望远镜支撑方案和相关设计方法具有可行性和有效性。
李路[4]（2021）在《星载高重频激光雷达光机结构设计及其稳定性研究》文中指出气溶胶辐射强迫效应主要通过气溶胶与辐射相互作用和气溶胶与云相互作用两种途径来影响地球辐射收支平衡,联合国气候变化政府间专家委员会（Intergovernmental Panel on Climate Change,IPCC）在第五次报告中指出,气溶胶与云的相互作用是最主要的不确定性辐射强迫因子之一。星载云和气溶胶激光雷达因其具备运行轨道高、时空分辨率高、探测范围广等特点,非常适合于全球云和气溶胶的时空分布观测。由于星载高重频激光雷达具有小视场、低能量、单光子探测等特点,对整机光机结构及稳定性有着很高的要求,因此必须开展星载高重频激光雷达光机结构优化设计与稳定性分析。通过光、机、热集成分析方法进行整机光机结构优化设计及稳定性分析。首先,根据星载高重频激光雷达设计要求,给出一套整机光机系统设计方案。利用Zemax软件完成扩束器、接收望远镜及法布里-珀罗（Fabry-Perot,F-P）的光学设计与优化,得到光学元件结构参数。对整机系统光机结构进行布局设计,以方形框架为基准,采用模块化设计方法,将接收单元、发射单元及后继单元安装在其不同位置。其次,为了验证星载高重频激光雷达光机系统,研制一套缩比样机验证系统。对缩比样机进行详细的光机系统结构设计,得到整机结构模型,并建立有限元模型。采用光、机、热集成技术方法,重点对整机光机结构进行结构稳定性分析。以系统光学性能参数为研究目标,将结构、热等不同工况载荷作为研究对象,完成整机系统稳定性分析。搭建缩比样机系统,进行装调实验,与模拟计算对比,相对误差在6%以内。对系统进行增益比标定实验,结果为1.150,并进行连续探测实验研究。结果表明:该系统可以准确的探测云和气溶胶的时空变化。在夜晚气溶胶探测距离可达22km,退偏振比可达10km;在白天探测距离可达10km,退偏振比可达6km。反演光学厚度与太阳光度计进行实验对比,最大的相对误差为14.121%,最小为0.221%;探测平均误差为4.559%。最终,依据缩比样机分析和验证结果,对星载高重频激光雷达光机结构进行优化设计。为了减小热变形对激光器位姿的影响,采用柔性结构进行三点支撑。对扩束器进行光机结构设计:设计新型的柔性结构固定扩束器大透镜来减小热变形对其面型和位姿影响;设计四个正交柔性铰链对扩束器进行固定来减小热变形对其位姿的影响。提出拓扑优化和参数优化相结合的光机集成方法,对筋板式主镜进行超轻量化设计,得到重量为4.4kg,相较于实体镜体减小80%,相对于初始轻量化结构减小37%。为了减小背板的热变形对主镜面型的影响,设计新型多轴复合柔性支撑结构用于支撑主镜,在工作方向上的面型优于λ/50（λ@632.8nm）。主次镜支撑结构采用中心支撑结构形式,为了减小热变形对主次镜间距的影响,采用新型C/SiC复合材料。详细分析了法布里-珀罗标准具加工误差对透过率的影响,以及补偿方法,完成温度调节的窄带滤波器光机结构设计。对星载激光雷达整机结构进行优化布局,为后续进一步完善整机结构模型及仿真提供依据。
张天硕[5]（2021）在《温变载荷下天线主次镜间距稳定性研究》文中提出主光学天线是激光通信系统中的重要光机部件,由于机械结构的材料性质和结构形式的影响,在温变载荷条件下,机械部件发生结构变形,会导致主次镜间距发生变化,进而会对光学质量产生影响。若不进行结构优化、采取温控措施,可能导致激光通信系统光学天线镜片光学性能严重下降,甚至损坏。为此,需要抑制阳光对主次镜的辐射、进行结构优化研究、改善光学天线元件的热力学特性,保证主次镜的力、热稳定性以及间距稳定性。根据空间环境及天线系统的工作环境,对天线整体结构进行了选择与设计。根据有限元热力学分析理论,进行了光学天线温度环境分析,指出外热流变化容易引起光端机温度剧烈变化,必须抑制外热流对光学天线的辐射,依据外热流环境对光系统提出热控指标。结合主天线的机械结构特点,根据灵敏度分析理论,对影响激光通信光学天线主次镜间距的设计参数进行灵敏度分析;总结各误差源在温度载荷下对主次镜间距变化的影响规律;最后以保证主次镜间距精度、提高热稳定性为优化目标,根据灵敏度分析结果对结构进行稳定性改进设计。基于上述温变载荷边界条件以及灵敏度分析结果,以保证主次镜间距变化量最小为优化目标,对主次镜间连接结构进行优化设计,使次镜面形精度及整体一阶基频能够达到设计要求。同一条件下,采用响应面法优化对柔性环节参数进行高效、合理的优化。分析了主镜热力学特性及其影响因素,得到主镜镜面形精度及整体一阶基频同样能够达到设计要求。对稳定性优化后的整体光学系统进行力热性能分析;对系统进行了整机模态分析以及温变载荷条件下的天线主次镜间距误差、面形误差分析,得到整体系统各项指标均满足设计要求;对光学系统重要组件进行热仿真验证并进行热控策略设计。最后,利用ZYGO干涉仪进行装配后系统波像差检测以及温变载荷对光学系统的影响实验。实验表明:系统RMS值为0.0625λ（λ/16）,主镜面形RMS值为λ/47,次镜面形RMS值为λ/77。光学系统具有良好的温度环境适应性,在20±5℃的范围内系统波像差均能保持小于0.0714λ（λ/14）,且变化范围不超过0.02λ。
陈文选[6]（2020）在《新型双向组合悬索结构力学性能与控制技术研究》文中研究表明悬索结构是常见的一种索结构,一般跨度较大,施工过程中位移变化大,若施工不当易在施工过程和使用过程中出现问题。石家庄国际会展中心D展厅是由单向自锚式悬索结构和单曲面双层悬索结构组合而成的新型组合悬索结构,目前对悬索结构的研究集中在单一的悬索结构或与其它结构组成的组合结构,对此类由两种悬索结构和钢构件组成的新型悬索结构的相关研究基本处于空白。本文采用数值模拟和现场监测的方法,对该结构的力学性能和误差控制进行研究。针对该双向组合悬索结构索力相互作用复杂,施工过程不同对结构影响存在差异的问题,本文通过数值模拟,采用迭代计算的方法对D展厅四种索进行找力分析。分析整体结构位移、索力分布规律以及施工过程主桁架杆件的内力变化,并分析不同拉索安装方法、不同次索张拉顺序对施工过程结构平面外位移的影响或施工过程内力变化的影响。提出最优张拉顺序并验证索桁架对称张拉的方式优于按顺序张拉的方式。针对该结构施工过程位移和索力变化的问题,本文通过施工张拉过程模拟和监测相结合的方法,对位移监测数据和应力监测数据与数值模拟结果进行对比分析,位移值变化趋势和模拟值趋势一致,应力和索力值误差合理。针对该结构的静力力学性能和动力力学性能展开研究,研究四种拉索直径变化对结构位移和索力的影响,得出四种拉索直径合理的范围,研究温度变化对施工过程的影响以及对张拉完成时结构位移和应力的影响,并对不同荷载组合下该结构的静力力学性能和不同方向时程下动力力学性能进行分析,发现在10到20度的温度并且温差较小的情况下施工最有利。在组合荷载下位移最大值在X方向,最小值在Z方向,在动力荷载作用下要综合考虑Y和Z方向的结构位移,并分析不同方向时程下结构的位移和内力最大值分布规律。针对数值模拟过于理想化,不能考虑实际存在的误差的问题,对该结构的几种可能产生的误差的影响因素进行分析,得出四种拉索索力变化、单侧A形柱不同方向、不同大小的位置偏差以及索长误差对结构位移、索力的影响规律,从而合理的控制这些误差对结构的影响,文章最后对本文主要研究内容以及成果进行总结,提出研究展望。
王迪[7]（2020）在《空间望远镜微振动高稳定指向控制研究》文中研究表明目前随着世界各国对于深空探测研究的不断深入,空间望远镜的探测能力和分辨率逐渐提高,探测任务对于卫星的图像要求也不断提升。由于卫星属于大惯量系统以及周边动力学环境十分复杂,因此外界环境,卫星的调姿引起的卫星振动和望远镜各单元的振动都会对成像系统造成很大影响。本文所研究的微振动对空间光学系统的影响和空间光学精密稳像控制问题对于提高空间望远镜成像质量具有重要意义。本文主要研究对象为空间望远镜,从提高光学成像质量这一目标出发,首先分析了空间望远镜在轨运行阶段面临的微振动扰源,利用有限元软件对空间望远镜进行了振动载荷作用下的动力学响应分析,确定了振动条件下空间望远镜各光学元件的六自由度位移响应。其次,对空间望远镜光学模型进行静态光学分析,比较得到载荷作用下稳态响应对光学系统的影响。考虑到空间望远镜曝光时间,对光学系统成像进行动态光学分析,以运动包络圆半径为指标评价积分时间内像点运动情况。结果表明,像点位移随时间是不断变化的,没有规律性。最后,结合像移补偿算法,采用构建理想二阶函数PID法和内模控制法设计了一套基于快速压电偏摆镜的精密稳像方案。设计并建立像移补偿系统仿真实验系统,以光学动态传递函数为指标对实验结果进行评价。结果表明:两种控制系统均是有效的,内模控制下的光学系统的成像质量更好,控制效果更好。进一步验证了快摆镜光轴补偿控制系统方案的效果和可行性。
赵宇[8]（2020）在《小型空间光学成像系统超轻量化方法研究》文中认为随着空间技术的发展,空间光学成像系统得以飞速发展。空间光学成像系统在大地测绘、资源勘探、导航定位以及国防侦察等领域中发挥重要的作用。自1980年以来,卫星的小型化已经成为空间技术的发展趋势。到目前为止,小卫星因具有重量轻、体积小、制造成本低及研发周期短等优点,在监视、侦察、导航、通信映射和气象学等领域发挥了重要作用。因此,空间结构和综合性能的轻量化是轻小型遥感卫星应用的必然要求,也是开发轻小型高分辨率空间光学成像系统的迫切需求。实现光学结构的高度轻量化和性能优化具有重要的意义。结合目前微纳卫星的发展现状,我国在微纳卫星光学载荷方面的研究现处一个快速发展的阶段。为从降低发射成本,减小整机体积和重量,解决实际工程问题,本文针对某型小型空间光学成像系统开展以下几个方面工作。1)对同轴TMA光学系统空间成像系统轻量化设计相关资料进行调研。包括空间反射镜材料、反射镜支撑方式、主体支撑结构形式以及空间光学成像系统的发展现状与趋势等多个方面进行了全方面调研。2)针对某型号小型空间光学成像系统阐述其光学设计要求,并对成像系统空间使用环境进行分析,包括静态环境和动态环境,为优化方法提供思路。3)根据光学设计公差要求,对小型空间光学成像系统中主、次、三镜进行超轻量化优化设计,以反射镜质量最轻为优化目标,利用多目标优化方法寻求反射镜超轻量化最优解,同时探究反射镜支撑机理,对柔性结构进行力学分析,设计一种新型反射镜支撑结构,其中主镜面形精度优于使用要求40%,次、三镜优于使用要求50%,主镜轻量化率达92%以上,满足超轻量化设计要求。4)通过对比目前现有的空间主支撑材料,选取碳纤维（M40）作为首选材料进行次镜桁架系统的设计研究,根据超轻量化设计要求,设计出一种新型的次镜桁架系统。其中一阶谐振频率达210.099Hz,次镜面形精度优于使用要求,此种桁架具有较高的稳定性和结构刚度。5)整机结构具有良好的静、动态刚度,满足总体使用要求,具备发射机条件;同时对主镜组件进行了试验验证,结果表明:主镜超轻量化优化设计与试验结果一致,主镜的超轻量化方法可行,可为类似小型空间光学成像系统的设计提供参考。本课题的研究对小型空间光学成像系统的超轻量化和背部支撑提供理论支持,为轻小型空间成像系统主体支撑机构提供技术支持。经过试验表明,本文提出方法及技术路径可行,具有一定指导意义和参考价值。
李清雅[9]（2020）在《基于在轨更换的望远镜焦平面结构设计及重复定位精度研究》文中进行了进一步梳理望远镜中的焦平面结构是为在轨可更换光学载荷提供支撑的重要部分,为了保证光学载荷的成像质量,焦平面结构要为光学载荷提供稳定支撑,同时由于在轨可更换这一应用需求,光学载荷在更换后要具有良好的重复位置精度,这对望远镜的成像效果至关重要。本文依托在研国家重大工程项目,以大型望远镜焦平面结构为研究对象,从理论分析、结构设计、工程分析、试验验证等方面展开研究。研究内容主要包括焦平面结构的设计,光学载荷重复定位转角精度的研究,光学载荷焦面重复定位精度的研究,详细研究内容分别叙述如下:焦平面结构由提供支撑的载荷框架结构,保证光学载荷位置的定位机构,抵抗运输发射等阶段的力学冲击的锁紧机构,以及在更换时为光学载荷引导方向的导向机构组成。本文分别对这几部分进行了结构设计,其中的定位机构采用“3-2-1”运动学定位方式并支持宇航员在轨快速更换,锁紧机构可自动锁定与解锁,同时支持宇航员手动解锁。针对光学载荷的重复定位转角精度展开研究,根据微小角位移的矢量性,利用矢量的合成与分解,对光学载荷绕坐标轴转角的数学模型进行推导,得到转角大小与定位机构配合间隙及定位机构相对位置关系之间的数学关系式。并提出了光学载荷重复定位转角精度检测方法,建立试验装置进行检测,结果表明在光学载荷包络尺寸达到的350×860×1120mm情况下,其绕三轴转角均不大于±8.5″。根据坐标系变换原理,研究了光学载荷中的焦面绕焦面坐标系的重复定位平移精度及转角精度。分别建立了焦面的边缘点平移量与焦面转角量的数学模型,利用Mathematica分别求解了平移量和转角量的范围,确定了重复定位精度,在光学载荷包络尺寸为980×860×1120mm的情况下,焦面的平移精度为x方向不小于±0.041mm,y方向不小于±0.029mm,z方向不小于±0.033 mm;转角精度为,焦面绕x轴转角精度不小于±11.05″,绕y轴转角精度不小于±10.57″,绕z轴转角精度不小于±10.77″。利用有限元仿真软件,对焦平面结构进行动力学和静力学仿真。通过模态分析校核载荷框架结构、锁机机构以及焦平面结构整体的刚度,通过静力学分析校核在7g加速度发射状态下锁紧机构中卡爪的应力应变状态,分析结果均处于理想状态。搭建试验装置验证在温度变化时定位机构是否能有效释放内应力,实现运动学定位。为了突出试验效果便于测量变形量,试验中用热膨胀系数较大的铝板模拟光学载荷,用激光跟踪仪跟踪铝板上点的位置变化,试验结果有效验证了定位机构满足“3-2-1”运动学定位原理,能够有效释放热应力。
高婧婧[10]（2020）在《环形太阳望远镜镜筒结构设计研究》文中认为本文以环形太阳望远镜机械系统的主要指标和镜筒设计要求为基础,根据结构设计要求和环境条件约束,并结合实际工况,对镜筒各部分部件进行了详细设计和分析。主要研究内容如下:首先基于2m环形望远镜的总体要求分析了镜筒的光学系统特点和机械系统指标,提出了镜筒结构设计需求,从而给出镜筒基本设计外形,同时对镜筒各部分特征参数进行预估,根据参数对后续镜筒详细设计提出了要求。其次,基于望远镜的主要指标和镜筒设计要求,对镜筒各部件的机械结构进行了详细分析和优化设计。采用有限元优化设计方法对桁架进行分析选型和关键参数的优化计算,获得镜筒桁架和中间块的最终结构设计结果,此时二者的最大变形值分别为0.037mm和0.017mm。根据主镜支撑设计的结构形式,通过优化主镜支撑环半径,得到光轴竖直时主镜面形变化的RMS值为5.1nm,并通过底支撑力进行随机扰动分析得知优化分布合理。随后对底支撑、侧支撑、主镜镜室及保护装置结构进行详细设计。通过优化副镜支撑环半径获得设计参数,得到此时副镜的RMS最小值为4.8nm。随后对副镜支撑结构件及副镜室结构进行详细设计,最终得到镜筒设计结果。最后根据整体最终的结构形式,对镜筒部件的机械结构进行有限元分析。采用静力分析对镜筒关键部件进行分析,结果表明镜筒关键部件的变形能满足技术指标要求。对主副镜进行了热分析,判断出主副镜在工作温度范围内工作状态能够满足技术指标要求。采用模态分析方法计算出镜筒的自振频率,从而判断出镜筒设计的合理性。最后在望远镜工作风载状况下对镜筒进行风载分析,以此为依据判断出镜筒设计能满足风载工作要求。
二、空间太阳望远镜主桁架的模态分析与试验（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、空间太阳望远镜主桁架的模态分析与试验（论文提纲范文）
（1）空间相机光机结构集成优化设计方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景及意义 |
| 1.2 空间相机光机结构设计与优化技术的国内外研究现状 |
| 1.2.1 空间相机光机结构的研究现状 |
| 1.2.2 光机结构优化技术的研究现状 |
| 1.3 集成光学性能响应量优化方法的技术难点 |
| 1.4 本文的主要研究内容 |
| 第2章 光机结构的光学性能评价方法研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 光学系统的光线追迹分析 |
| 2.2.1 理论基础 |
| 2.2.2 反射光线和折射光线的追迹 |
| 2.2.3 视轴稳定性误差和系统波前误差的理论分析 |
| 2.2.4 某同轴折反式空间相机光学系统光线追迹结果 |
| 2.3 线性光学模型的建立 |
| 2.3.1 光学模型线性化方法 |
| 2.3.2 某同轴折反式空间相机光学模型线性化 |
| 2.4 初始光机结构设计 |
| 2.5 初始结构的光机集成分析 |
| 2.5.1 镜面性能分析方法 |
| 2.5.2 镜面分析结果 |
| 2.5.3 光机集成分析结果 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 集成光学性能响应量的构型优化设计 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 光机结构拓扑优化模型 |
| 3.2.1 材料属性插值模型 |
| 3.2.2 性能响应灵敏度分析 |
| 3.2.3 可制造性约束 |
| 3.2.4 集成视轴稳定性误差和波前误差拓扑优化模型 |
| 3.3 主反射镜构型优化 |
| 3.3.1 主反射镜性能需求 |
| 3.3.2 拓扑优化数学模型 |
| 3.3.3 拓扑优化结果 |
| 3.4 主支撑背板构型优化 |
| 3.5 次镜主支撑构型优化 |
| 3.5.1 次镜主支撑结构性能需求 |
| 3.5.2 拓扑优化数学模型 |
| 3.5.3 拓扑优化结果 |
| 3.6 设计结果性能评估 |
| 3.7 本章小结 |
| 第4章 尺寸参数的光学敏感性分析与集成优化设计 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 参数敏感性分析方法 |
| 4.2.1 基于拉丁超立方随机抽样与回归分析的试验设计法 |
| 4.2.2 回归分析模型检验 |
| 4.3 尺寸优化模型与求解 |
| 4.3.1 集成视轴稳定性误差和波前误差尺寸优化模型 |
| 4.3.2 多目标优化问题求解方法 |
| 4.4 主反射镜和主支撑尺寸优化 |
| 4.4.1 主反射镜和主支撑的参数化 |
| 4.4.2 尺寸参数敏感性分析结果 |
| 4.4.3 尺寸参数多目标优化设计结果 |
| 4.5 主支撑背板尺寸优化 |
| 4.6 设计结果性能评估与对比 |
| 4.7 本章小结 |
| 第5章 光机结构性能稳定性分析与试验 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 组部件稳定性测试 |
| 5.2.1 形位误差检测 |
| 5.2.2 主镜面形检测 |
| 5.3 整机动力学性能稳定性分析与试验 |
| 5.3.1 仿真分析 |
| 5.3.2 振动环境模拟试验 |
| 5.3.3 试验结果及其与仿真分析对比 |
| 5.4 整机静力学性能稳定性试验验证 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.1.1 论文结论 |
| 6.1.2 论文创新点 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
（2）空间望远镜光机结构设计及力学特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景及意义 |
| 1.2 空间望远镜研究现状 |
| 1.2.1 国外主要空间望远镜发展现状 |
| 1.2.2 国内空间望远镜相关研究现状 |
| 1.3 空间望远镜主支撑结构研究现状 |
| 1.4 论文主要研究内容 |
| 1.5 本章小结 |
| 第2章 空间望远镜光机结构方案设计 |
| 2.1 望远镜结构介绍 |
| 2.1.1 望远镜系统及设计要求 |
| 2.1.2 望远镜结构设计要求 |
| 2.2 反射镜系统的设计 |
| 2.2.1 主镜方案设计 |
| 2.2.2 次镜方案设计 |
| 2.3 主支撑结构方案设计 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 反射镜轻量化研究及组件结构设计 |
| 3.1 主反射镜传统轻量化设计 |
| 3.2 基于拓扑优化方法的主反射镜轻量化研究 |
| 3.2.1 基于传统轻量化设计基础上的主镜拓扑优化 |
| 3.2.2 平背形背部开放式主镜拓扑优化 |
| 3.3 主镜组件支撑结构设计及分析 |
| 3.4 次镜组件设计及分析 |
| 3.4.1 次镜轻量化设计 |
| 3.4.2 次镜支撑结构设计及分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 空间望远镜主支撑结构设计 |
| 4.1 支撑结构方案选择 |
| 4.1.1 筒式主支撑结构方案 |
| 4.1.2 桁架式主支撑结构方案 |
| 4.2 桁架结构敏感参数研究及优化设计 |
| 4.3 整体桁架结构尺寸优化 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 空间望远镜整机有限元分析 |
| 5.1 有限元模型 |
| 5.2 静力学分析 |
| 5.2.1 自重工况分析 |
| 5.2.2 温升工况分析 |
| 5.3 动力学分析 |
| 5.3.1 模态分析 |
| 5.3.2 正弦振动分析 |
| 5.3.3 随机振动分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 研究展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 作者简介 |
| 攻读学位期间研究成果 |
| 攻读学位期间参与项目 |
（3）临近空间大口径望远镜光机结构设计研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 大口径空间望远镜的发展现状及趋势 |
| 1.2.1 国外大口径空间望远镜的发展现状 |
| 1.2.2 国内大口径空间望远镜发展现状 |
| 1.2.3 大口径空间望远镜发展趋势 |
| 1.3 本文主要内容和章节安排 |
| 第2章 临近空间望远镜支撑原理 |
| 2.1 反射镜支撑原理 |
| 2.1.1 反射镜被动支撑原理 |
| 2.1.2 反射镜主动支撑原理 |
| 2.1.3 临近空间望远镜被动复合支撑方案 |
| 2.1.4 柔性支撑柔度分析 |
| 2.2 桁架支撑原理 |
| 2.2.1 Serrurier桁架二维变形理论 |
| 2.3 本章小结 |
| 第3章 临近空间望远镜主光机结构设计 |
| 3.1 望远镜主光机结构组成 |
| 3.2 主镜组件设计 |
| 3.2.1 主镜组件设计指标要求 |
| 3.2.2 主镜组件材料选择 |
| 3.2.3 主镜镜体设计 |
| 3.2.4 主镜支撑结构设计 |
| 3.2.5 主镜组件有限元分析 |
| 3.3 次镜组件设计 |
| 3.3.1 次镜组件设计指标要求 |
| 3.3.2 次镜镜体设计 |
| 3.3.3 次镜支撑结构设计 |
| 3.3.4 次镜组件有限元分析 |
| 3.4 桁架结构设计 |
| 3.4.1 桁架结构设计指标 |
| 3.4.2 桁架组件结构设计 |
| 3.4.3 桁架组件有限元分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 临近空间大口径望远镜整机仿真分析 |
| 4.1 边界条件 |
| 4.2 动力学分析 |
| 4.2.1 模态分析 |
| 4.2.2 加速度分析 |
| 4.2.3 冲击分析 |
| 4.3 静力学分析 |
| 4.3.1 望远镜0°状态 |
| 4.3.2 望远镜65°状态 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 试验验证 |
| 5.1 主镜组件试验验证 |
| 5.1.1 主镜组件装调试验 |
| 5.1.2 面形检测 |
| 5.1.3 主镜组件力学试验 |
| 5.2 桁架组件试验验证 |
| 5.2.1 倾角检测 |
| 5.2.2 桁架组件力学试验 |
| 5.3 望远镜系统装调试验 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 论文创新点 |
| 6.3 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
（4）星载高重频激光雷达光机结构设计及其稳定性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 引言 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 星载激光雷达国内外研究进展 |
| 1.2.1 激光雷达空间技术实验(LITE) |
| 1.2.2 正交偏振云-气溶胶激光雷达(CALIOP) |
| 1.2.3 云-气溶胶传输系统(CATS) |
| 1.2.4 大气激光雷达(ATLID) |
| 1.2.5 总结 |
| 1.3 论文主要研究内容与章节安排 |
| 第2章 光、机、热集成分析相关理论基础 |
| 2.1 光机结构设计优化方法 |
| 2.1.1 拓扑优化设计方法 |
| 2.1.2 结构尺寸优化设计方法 |
| 2.2 光机结构动力学特性分析方法 |
| 2.2.1 模态分析方法 |
| 2.2.2 谐响应分析方法 |
| 2.2.3 随机振动分析方法 |
| 2.3 光机热-结构耦合分析方法 |
| 2.3.1 热力学理论 |
| 2.3.2 热力学有限元法 |
| 2.4 光机数据转换技术研究 |
| 2.4.1 刚体位移分离计算 |
| 2.4.2 光学表面面型拟合 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 星载高重频激光雷达原理样机光机系统设计 |
| 3.1 星载高重频激光雷达原理样机光学系统设计指标 |
| 3.1.1 激光发射单元系统指标 |
| 3.1.2 光学接收单元系统指标 |
| 3.1.3 信号探测单元系统指标 |
| 3.2 星载高重频激光雷达原理样机光机系统设计 |
| 3.2.1 收发光学系统设计 |
| 3.2.2 光机系统总体布局及要求 |
| 3.3 本章小结 |
| 第4章 星载激光雷达缩比样机光机结构设计及稳定性分析 |
| 4.1 星载激光雷达缩比样机光机系统结构设计 |
| 4.1.1 系统总体参数 |
| 4.1.2 发射单元光机系统设计 |
| 4.1.3 接收与后继单元光机系统设计 |
| 4.1.4 系统总体结构设计 |
| 4.2 星载激光雷达缩比样机光机稳定性分析 |
| 4.2.1 有限元模型建立 |
| 4.2.2 力学稳定性分析 |
| 4.2.3 热稳定性分析 |
| 4.3 本章小结 |
| 第5章 星载激光雷达缩比样机性能测试及探测研究 |
| 5.1 缩比样机光机结构装调实验 |
| 5.1.1 发射单元光机结构装调实验 |
| 5.1.2 接收与后继单元光机结构装调实验 |
| 5.2 缩比样机系统增益比标定实验 |
| 5.3 昼夜连续探测结果分析 |
| 5.3.1 系统探测原理 |
| 5.3.2 系统探测指标验证 |
| 5.3.3 连续探测结果分析 |
| 5.4 本章总结 |
| 第6章 星载高重频激光雷达光机结构设计及优化 |
| 6.1 星载激光雷达发射单元光机结构设计 |
| 6.1.1 激光器结构设计方案 |
| 6.1.2 扩束器结构设计方案 |
| 6.2 接收望远镜光机结构设计及轻量化研究 |
| 6.2.1 接收望远镜主镜组件超轻量化结构设计方案 |
| 6.2.2 接收望远镜次镜组结构设计方案 |
| 6.2.3 接收望远镜主次镜间支撑结构设计方案 |
| 6.2.5 接收望远镜总体结构 |
| 6.3 基于F-P标准具的窄带滤波器结构设计 |
| 6.3.1 F-P标准具厚度加工误差的影响及补偿 |
| 6.3.2 温度调节的窄带滤波器结构设计 |
| 6.4 星载高重频激光雷达原理样机总布局 |
| 6.5 本章小结 |
| 第7章 总结与展望 |
| 7.1 总结 |
| 7.2 创新点 |
| 7.3 下一步工作 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在读期间发表的学术论文与取得的其他研究成果 |
（5）温变载荷下天线主次镜间距稳定性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 卫星激光通信及其主天线结构 |
| 1.2.2 热控设计国内外研究现状 |
| 1.3 本文主要研究内容 |
| 1.4 本章小结 |
| 第2章 主天线结构及力热条件 |
| 2.1 主天线结构简介 |
| 2.2 主天线结构形式的选择 |
| 2.2.1 反射式主天线结构 |
| 2.2.2 主次镜间支撑形式的选择 |
| 2.2.3 主镜支撑方案的选择 |
| 2.2.4 光学系统工作原理及指标 |
| 2.3 光学天线温变载荷条件 |
| 2.3.1 空间热环境 |
| 2.3.2 热控指标 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 主次镜间距灵敏度分析 |
| 3.1 分析模型的建立 |
| 3.1.1 光学系统尺寸链模型 |
| 3.1.2 灵敏度分析理论 |
| 3.1.3 灵敏度分析模型 |
| 3.2 灵敏度的分析与计算 |
| 3.3 本章小结 |
| 第4章 天线结构的设计与优化 |
| 4.1 主次镜间连接结构设计 |
| 4.1.1 材料选择 |
| 4.1.2 连接结构优化设计 |
| 4.1.3 连接结构分析验证 |
| 4.2 主镜支撑设计 |
| 4.2.1 材料选择 |
| 4.2.2 .柔性结构参数化优化设计 |
| 4.2.3 主镜组件分析 |
| 4.3 本章小结 |
| 第5章 主天线热稳定性分析 |
| 5.1 模态分析 |
| 5.2 温变载荷下天线稳定性分析 |
| 5.2.1 镜面面形理论 |
| 5.2.2 天线结构仿真分析 |
| 5.3 热仿真分析 |
| 5.4 热控策略 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 试验验证 |
| 6.1 波像差检测方法 |
| 6.2 光学天线波像差检测 |
| 6.3 温度环境适应性试验 |
| 6.4 本章小结 |
| 第7章 总结与展望 |
| 7.1 总结 |
| 7.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间取得的成果 |
| 致谢 |
（6）新型双向组合悬索结构力学性能与控制技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景和意义 |
| 1.2 悬索结构概述 |
| 1.2.1 悬索结构体系形式 |
| 1.2.2 典型工程应用 |
| 1.3 国内外研究现状 |
| 1.3.1 悬索结构的施工 |
| 1.3.2 悬索结构力学性能 |
| 1.3.3 悬索误差控制技术 |
| 1.3.4 目前研究存在问题 |
| 1.4 本文工程背景 |
| 1.5 本文研究内容 |
| 第2章 双向悬索结构张拉完成后内力分布规律研究 |
| 2.1 有限元模型的建立 |
| 2.2 双向悬索结构找力分析 |
| 2.2.1 预张拉力找力分析 |
| 2.2.2 张拉预应力找力分析 |
| 2.3 整体结构位移与索力分布规律 |
| 2.4 施工过程主桁架杆件受力分析 |
| 2.5 双向组合悬索结构施工过程内力分布规律研究 |
| 2.5.1 不同次索张拉顺序对索力的影响 |
| 2.5.2 不同拉索安装及张拉方案对比 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 双向悬索结构施工过程模拟与监测研究 |
| 3.1 施工过程数值模拟分析 |
| 3.1.1 施工步骤 |
| 3.1.2 张拉模拟方法 |
| 3.2 施工过程有限元模拟结果 |
| 3.2.1 整体结构位移分析结果 |
| 3.2.2 索力分析结果 |
| 3.2.2.1 施工过程主桁架索力 |
| 3.2.2.2 施工过程索桁架索力 |
| 3.3 施工过程监测 |
| 3.3.1 测点布置原则 |
| 3.3.2 测点布置方案 |
| 3.3.2.1 位移测点布置方案 |
| 3.3.2.2 应力测点布置方案 |
| 3.3.3 测点的现场布置 |
| 3.3.3.1 监测设备 |
| 3.3.3.2 现场测点布置情况 |
| 3.4 监测结果对比分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 双向悬索结构力学性能研究 |
| 4.1 索直径对结构力学性能的影响 |
| 4.2 温度对施工过程的影响 |
| 4.3 荷载组合下结构的力学性能分析 |
| 4.4 结构模态分析 |
| 4.5 结构反应谱分析 |
| 4.6 单维与多维时程分析 |
| 4.6.1 位移分析 |
| 4.6.2 内力分析 |
| 4.7 本章小结 |
| 第5章 双向悬索结构施工误差影响分析 |
| 5.1 预应力设计误差对结构的影响 |
| 5.2 A形柱安装误差对结构的影响 |
| 5.3 拉索长度误差对结构的影响 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 发表论文和科研情况说明 |
| 致谢 |
（7）空间望远镜微振动高稳定指向控制研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题来源及研究背景和意义 |
| 1.1.1 课题来源 |
| 1.1.2 研究背景和意义 |
| 1.2 国内外研究发展现状 |
| 1.2.1 微振动对空间望远镜系统成像质量影响研究现状 |
| 1.2.2 空间望远镜高稳定指向控制技术的研究现状 |
| 1.3 本文主要研究内容与结构安排 |
| 第2章 空间望远镜在轨动力学分析 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 卫星在轨动力学扰源分析 |
| 2.3 空间望远镜动力学响应分析 |
| 2.3.1 有限元模型建立 |
| 2.3.2 模态分析 |
| 2.3.3 频率响应分析 |
| 2.3.4 瞬态响应分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 微振动对望远镜光学系统成像影响研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 振动对元件像移的影响 |
| 3.2.1 平面反射镜 |
| 3.2.2 球面反射镜 |
| 3.3 静态光学仿真 |
| 3.3.1 像点偏移量 |
| 3.3.2 像面点列图 |
| 3.4 动态光学仿真 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 基于压电偏摆镜的稳像控制研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 像移补偿系统总体设计 |
| 4.3 偏摆镜补偿算法 |
| 4.4 压电偏摆镜原理 |
| 4.5 偏摆镜连续控制器设计 |
| 4.5.1 理想二阶PID控制器 |
| 4.5.2 内模控制器 |
| 4.6 偏摆镜离散控制系统 |
| 4.6.1 离散控制系统建立 |
| 4.6.2 离散控制系统控制效果比较 |
| 4.7 本章小结 |
| 第5章 稳像系统仿真实验及成像质量评价 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 系统仿真实验设计 |
| 5.3 成像质量评价方法 |
| 5.3.1 光学传递函数 |
| 5.3.2 光学传递函数计算 |
| 5.3.3 计算方法验证 |
| 5.4 系统仿真实验结果 |
| 5.4.1 像点偏移量 |
| 5.4.2 成像质量的评价 |
| 5.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间发表的论文及科研成果 |
| 致谢 |
（8）小型空间光学成像系统超轻量化方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 课题来源与研究意义 |
| 1.2.1 课题背景及来源 |
| 1.2.2 课题研究意义及内容 |
| 1.3 空间光学成像系统概述 |
| 1.3.1 空间光学成像系统反射镜材料简介 |
| 1.3.2 空间反射镜支撑方式 |
| 1.3.3 空间光学成像系统主支撑结构形式 |
| 1.3.4 空间光学成像系统发展现状与趋势 |
| 第2章 系统光学要求及环境因素分析 |
| 2.1 小型空间光学成像系统光学设计及公差要求 |
| 2.1.1 光学设计结构分析 |
| 2.1.2 光学设计公差要求 |
| 2.2 空间环境因素对小型空间光学成像系统影响分析 |
| 2.2.1 静态环境分析 |
| 2.2.2 动态环境分析 |
| 2.3 本章小结 |
| 第3章 反射镜组件超轻量化设计及优化 |
| 3.1 反射镜结构材料及初始参数确定 |
| 3.1.1 反射镜结构材料确定 |
| 3.1.2 反射镜结构初始参数确定 |
| 3.2 轻量化形式对反射镜的影响 |
| 3.3 反射镜超轻量化结构优化 |
| 3.3.1 主镜结构优化分析 |
| 3.3.2 次/三镜优化分析 |
| 3.4 反射镜组件支撑结构优化分析 |
| 3.4.1 柔节理论分析及设计 |
| 3.4.2 主镜支撑设计及优化仿真分析 |
| 3.4.3 次/三镜支撑设计及优化仿真分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 桁架系统超轻量化结构稳定性分析 |
| 4.1 桁架系统材料选取 |
| 4.2 桁架系统建模与理论分析 |
| 4.3 桁架系统有限元仿真分析 |
| 4.3.1 静力学仿真分析 |
| 4.3.2 模态分析 |
| 4.3.3 频率响应分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 小型空间光学成像系统整机分析及试验结果 |
| 5.1 整机分析 |
| 5.1.1 整机结构静力学分析 |
| 5.1.2 整机结构动力学分析 |
| 5.2 反射镜试验结果 |
| 5.3 本章小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 创新点 |
| 6.3 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间取得的成果 |
| 致谢 |
（9）基于在轨更换的望远镜焦平面结构设计及重复定位精度研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究课题背景及意义 |
| 1.2 在轨更换技术发展现状 |
| 1.2.1 国外研究现状 |
| 1.2.2 国内研究现状 |
| 1.3 焦平面结构形式 |
| 1.4 论文的研究内容及章节安排 |
| 1.4.1 研究内容 |
| 1.4.2 章节安排 |
| 第2章 焦平面结构总体方案 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 焦平面结构组成 |
| 2.3 载荷框架设计 |
| 2.3.1 框架结构基本形式选择 |
| 2.3.2 框架材料选择 |
| 2.3.3 载荷框架结构设计方案 |
| 2.4 定位机构的设计 |
| 2.4.1 运动学定位方式 |
| 2.4.2 定位机构结构设计 |
| 2.5 锁紧机构的设计 |
| 2.5.1 设计方案 |
| 2.5.2 锁紧机构的指标验证 |
| 2.6 导向机构的设计 |
| 2.7 本章小结 |
| 第3章 在轨可更换光学载荷重复定位转角精度及其检测方法 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 光学载荷重复定位转角精度 |
| 3.2.1 微小角位移的矢量性 |
| 3.2.2 光学载荷理论转角模型建立 |
| 3.2.3 光学载荷重复定位精度确定 |
| 3.3 光学载荷重复定位转角精度检测方法 |
| 3.3.1 测量方法 |
| 3.3.2 测量角误差分析 |
| 3.3.3 测量数据处理 |
| 3.4 本章小节 |
| 第4章 光学载荷焦面重复定位精度 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 坐标系变换 |
| 4.2.1 坐标系变换原理 |
| 4.2.2 定位面坐标系旋转矩阵 |
| 4.2.3 焦面坐标系旋转矩阵 |
| 4.3 焦面平移精度与转角精度 |
| 4.3.1 焦面边缘点平移量 |
| 4.3.2 焦平面转角量 |
| 4.4 在轨可更换光学载荷焦面重复位置精度仿真 |
| 4.4.1 变量变化范围 |
| 4.4.2 平移精度 |
| 4.4.3 转角精度 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 焦平面结构力学有限元分析 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 力学基础理论 |
| 5.2.1 模态分析理论 |
| 5.2.2 静力学分析理论 |
| 5.3 有限元模型建立及简化方法 |
| 5.4 载荷框架模态分析 |
| 5.5 锁紧机构静载荷及模态分析 |
| 5.5.1 锁紧卡爪静载荷分析 |
| 5.5.2 锁紧机构模态分析 |
| 5.6 焦平面结构模态分析 |
| 5.7 本章小结 |
| 第6章 光学载荷重复定位转角精度及运动学定位温变效果试验 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 微重力仿真方法 |
| 6.3 光学载荷重复定位转角精度试验 |
| 6.3.1 光学载荷及载荷框架模拟件设计 |
| 6.3.2 试验装置搭建 |
| 6.3.3 试验及结果分析 |
| 6.4 “3-2-1”运动学定位机构温度变化变形试验 |
| 6.4.1 试验装置的搭建 |
| 6.4.2 试验及结果分析 |
| 6.5 本章小节 |
| 第7章 总结与展望 |
| 7.1 研究内容总结 |
| 7.2 论文创新点 |
| 7.3 研究展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简历及攻读学位期间发表的学术论文 |
（10）环形太阳望远镜镜筒结构设计研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景及意义 |
| 1.1.1 研究背景 |
| 1.1.2 研究意义 |
| 1.2 国内外研究现状及发展趋势 |
| 1.2.1 大口径太阳望远镜结构设计研究现状 |
| 1.2.2 大口径望远镜镜筒设计研究现状 |
| 1.3 本文主要研究内容 |
| 1.4 本章小结 |
| 第2章 2mRST望远镜镜筒设计指标分析 |
| 2.1 总体概述 |
| 2.1.1 主副镜光学系统 |
| 2.1.2 总体机械系统 |
| 2.2 镜筒设计指标 |
| 2.3 镜筒设计需求分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 2mRST镜筒结构设计 |
| 3.1 镜筒总体概述 |
| 3.2 有限元优化设计方法概述 |
| 3.2.1 有限元基本理论 |
| 3.2.2 有限元优化方法 |
| 3.3 镜筒外框架优化设计 |
| 3.3.1 上桁架优化设计 |
| 3.3.2 中间块优化设计 |
| 3.3.3 配重设计 |
| 3.4 主镜组件设计 |
| 3.4.1 主镜介绍 |
| 3.4.2 主镜支撑设计 |
| 3.4.3 主镜镜室设计 |
| 3.5 副镜组件设计 |
| 3.5.1 副镜介绍 |
| 3.5.2 副镜支撑设计 |
| 3.5.3 副镜镜室设计 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 2mRST镜筒有限元分析 |
| 4.1 有限元应用及分析工具 |
| 4.2 镜筒结构静力分析 |
| 4.2.1 结构静力分析介绍 |
| 4.2.2 镜筒外框架结构分析 |
| 4.2.3 主镜室结构分析 |
| 4.2.4 副镜室结构分析 |
| 4.3 镜筒热分析 |
| 4.3.1 热分析理论基础 |
| 4.3.2 主镜热分析 |
| 4.3.3 副镜热分析 |
| 4.4 镜筒模态分析 |
| 4.4.1 模态分析理论 |
| 4.4.2 镜筒总体模态分析 |
| 4.5 镜筒风载分析 |
| 4.6 本章小节 |
| 第5章 总结与展望 |
| 5.1 全文工作总结 |
| 5.2 后续工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在读期间发表的学术论文与取得的其他研究成果 |
四、空间太阳望远镜主桁架的模态分析与试验（论文参考文献）
- [1]空间相机光机结构集成优化设计方法研究[D]. 邵梦旗. 中国科学院大学(中国科学院长春光学精密机械与物理研究所), 2021(08)
- [2]空间望远镜光机结构设计及力学特性研究[D]. 曲慧东. 长春工业大学, 2021(08)
- [3]临近空间大口径望远镜光机结构设计研究[D]. 罗致帮. 中国科学院大学(中国科学院长春光学精密机械与物理研究所), 2021(08)
- [4]星载高重频激光雷达光机结构设计及其稳定性研究[D]. 李路. 中国科学技术大学, 2021(09)
- [5]温变载荷下天线主次镜间距稳定性研究[D]. 张天硕. 长春理工大学, 2021(02)
- [6]新型双向组合悬索结构力学性能与控制技术研究[D]. 陈文选. 天津大学, 2020(02)
- [7]空间望远镜微振动高稳定指向控制研究[D]. 王迪. 哈尔滨工业大学, 2020(02)
- [8]小型空间光学成像系统超轻量化方法研究[D]. 赵宇. 长春理工大学, 2020(01)
- [9]基于在轨更换的望远镜焦平面结构设计及重复定位精度研究[D]. 李清雅. 中国科学院大学(中国科学院长春光学精密机械与物理研究所), 2020(08)
- [10]环形太阳望远镜镜筒结构设计研究[D]. 高婧婧. 中国科学技术大学, 2020(01)