【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及航天設備優化設計領域，尤其涉及一種衛星支架輕量化設計方法、裝置及存儲介質。
技術介紹
1、隨著民用航天產業的快速發展，很多民營企業都開始了衛星設備的研發，尤其是微型和小型衛星，成為了市場熱點。現有的針對衛星輕量化設計，一大著力點在于堆衛星支架的輕量化改進。采用的優化研究手段屬于有限元優化設計，一般而言，應用于有限元分析的優化設計可用于模擬結構的應力、應變、變形等力學行為。這包括靜力分析、動力分析、非線性分析等，可應用于建筑、橋梁、機械等工程領域。可以模擬物體內部的溫度分布、熱傳導過程和熱應力等問題。在熱處理、電子設備散熱、火災模擬等方面有廣泛應用，也可用于解決流體流動、壓力分布、速度場等問題，也可與優化算法結合，實現對結構設計的優化，通過調整設計變量，如幾何形狀、材料參數等，以達到特定的性能指標，如最小重量、最大剛度等。
2、雖然有目前基于python庫的衛星輕量化有限元計算改進方案，存在計算負擔高的問題，很多時候甚至依舊采用人工經驗的方法，依靠人工經驗來尋求優化設計無法保證優化的桿長之和最小和動點位置精確，因此也就無法保證小衛星的最終方案為最優。
3、因此，如何在衛星支架的輕量化設計的過程中，保證優化設計要求得到實現的同時還能夠盡可能簡化優化操作的過程，提高優化效率，最終促進衛星輕量化技術的產業化和商業利益，成為了需要進一步研究的課題。
技術實現思路
1、本專利技術的實施例提供一種衛星支架輕量化設計方法、裝置及存儲介質，能夠在衛星支架輕量化設
2、為達到上述目的，本專利技術的實施例采用如下技術方案：
3、第一方面，本專利技術的實施例提供的方法，包括：
4、步驟一、計算機對衛星支架進行建模，并記錄所述衛星支架的可變節點作為設計變量；
5、步驟二、通過有限元分析生成所述衛星支架中的各個支桿的內力；
6、步驟三、在出現內力最小的支桿處調整遍歷精度，之后去除受力最小的支桿并記錄當前可變節點的坐標；
7、步驟四、更新可變節點數量后重復步驟二至步驟三，直至獲取不同的n個可變節點所對應的輕量化最優解，n為正整數。
8、其中，所述步驟一，包括：根據所記錄的可變節點確定所述衛星支架中的各個支桿，并作為有限元分析中的單元，其中，所述衛星支架中的各個支桿包括：可變節點與箱體底部節點的鏈接支桿、可變節點與支架底部節點的鏈接支桿和箱體底部節點與支架底部節點的鏈接支桿。
9、為可變節點分配可行域，其中，可變節點編號順序為順時針，所述衛星支架的內部空間均勻分配給所有可變節點并記錄，切各個可變節點的可行域不相交；可變節點在可行域內進行遍歷的過程中，初始遍歷精度設置為5cm。
10、所述步驟二，包括：對可變節點外其他節點進行坐標設置，單元設置為節點之間的鏈接，在處于所述衛星支架最低端的節點添加邊界條件使其固定從而作為底部節點，并將載荷施加在除可變節點和底部節點的其他節點上。
11、進一步的，計算所述衛星支架中的各個支桿的內力，并記錄確定各個支桿的最小內力對應的節點變量坐標。
12、所述步驟三中，在出現內力最小的支桿處調整遍歷精度，包括：在出現內力最小的支桿處，設定可變節點的坐標為原點，可行域為邊長為遍歷精度的三分之二的立方體，之后將遍歷精度縮小一半。可變節點在可行域內進行遍歷的過程中，最大遍歷精度為0.01mm。
13、所述步驟四，包括：在每一次更新可變節點數量的過程中，將可變節點數量加1，直至可變節點數量達到固定節點數量的2倍。
14、第二方面，本專利技術的實施例提供的裝置，可以采用計算機程序實現相應的功能模塊，并運行在計算機上，所述裝置包括：
15、預處理模塊，用于對衛星支架進行建模，并記錄所述衛星支架的可變節點作為設計變量；
16、預分析模塊，用于通過有限元分析生成所述衛星支架中的各個支桿的內力；
17、優化模塊，用于在出現內力最小的支桿處調整遍歷精度，之后去除受力最小的支桿并記錄當前可變節點的坐標；
18、結果記錄模塊，用于更新可變節點數量后重復步驟二至步驟三，直至獲取不同的n個可變節點所對應的輕量化最優解，n為正整數。
19、第三方面，本專利技術的實施例提供一種存儲介質，存儲有計算機程序或指令，當所述計算機程序或指令被運行時，實現如上所述的方法流程。
20、本專利技術實施例提供的衛星支架輕量化設計方法，將衛星內部的個可變節點坐標作為設計變量，在可行區域內進行遍歷。將變量作為pso模型維度參數，結合衛星支架載荷情況和邊界條件，通過有限元分析生成各個支桿的內力，使其中某桿內力最小，在出現內力最小桿處增加遍歷精度后，去掉受力最小桿，得到個可變節點前提下的輕量化最優解和可變節點的位置坐標。改變可變節點數量，重復以上步驟，最后通過對比不同個可變節點所對應的輕量化最優解，輸出所有可能情況下的最優方案。本專利技術利用算法尋找最優可變節點數量及其對應的輕量化最優解，可確保尋優效率最高，尋優后衛星重量最輕。本專利技術能夠在衛星支架輕量化設計的過程中，保證優化設計要求得到實現的同時還能夠盡可能簡化優化操作的過程，提高優化效率。
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1.一種衛星支架輕量化設計方法，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的，其特征在于，所述步驟一，包括：
3.根據權利要求2所述的，其特征在于，所述步驟一，還包括：
4.根據權利要求2所述的，其特征在于，所述步驟二，包括：
5.根據權利要求1所述的，其特征在于，所述步驟二，包括：
6.根據權利要求1所述的，其特征在于，所述步驟三中，在出現內力最小的支桿處調整遍歷精度，包括：
7.根據權利要求6所述的，其特征在于，可變節點在可行域內進行遍歷的過程中，最大遍歷精度為0.01mm。
8.根據權利要求1所述的，其特征在于，所述步驟四，包括：
9.一種衛星支架輕量化設計裝置，其特征在于，包括：
10.一種存儲介質，其特征在于，存儲有計算機程序或指令，當所述計算機程序或指令被運行時，實現如權利要求1至8中任一項所述的方法。
【技術特征摘要】
1.一種衛星支架輕量化設計方法，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的，其特征在于，所述步驟一，包括：
3.根據權利要求2所述的，其特征在于，所述步驟一，還包括：
4.根據權利要求2所述的，其特征在于，所述步驟二，包括：
5.根據權利要求1所述的，其特征在于，所述步驟二，包括：
6.根據權利要求1所述的，其特征在于，所述步驟三中，在出現內力最小的支...
【專利技術屬性】
技術研發人員：謝德巧，劉益含，趙劍峰，沈理達，田宗軍，
申請(專利權)人：南京航空航天大學，
類型：發明
國別省市：
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