航天器天线桁架结构多目标优化设计

针对有附加结构的卫星天线桁架结构，提出了一种实现结构多目标优化的综合设计方法。首先，探讨了附加结构刚度对桁架结构动力学特性的影响，以便建立精确的有限元模型，为进行优化设计奠定基础。之后，交替采用代理模型方法和人机交互方式进行结构拓扑构型设计。其中代理模型是采用优化拉丁超立方法进行试验设计，结合径向基函数近似方法生成的。最后，应用NSGA-II全局优化方法实现以重量最小化和频率最大化的多目标优化设计，并根据分层图定量可视化地从Pareto前端和Pareto最优解集中筛选最优设计方案。优化结果表明，相对于初始方案可以在基频几乎不变的情况下，重量减小29.66%。该方法有利于提高设计效率，降低全局优化的复杂度，同时能够得到满足设计要求的设计方案，适用于多目标结构优化设计。