题目：多结构工况下卫星结构优化

多结构工况优化问题来自航空航天工程实际。航天器中有一类复杂结构系统需要为完成不同任务而采用不同工作模式或状态，这使得相同的部件处于不同的结构工况，因此进行结构设计时需综合考虑各结构工况下的约束条件。本文主要探讨多结构工况下的卫星结构优化，利用航天器结构优化系统ESSOSII（Engineering System of Structural Optimization for Spacecraft）将二级多点优化算法应用于工程实际。本文工作内容包括以下四点：首先，为满足工程应用需求，对原ESSOSII系统多结构工况优化模块进行改进和完善。根据二级多点优化算法特点，针对原模块数据接口复杂、运行稳定性不高、可靠性欠佳等问题，提出了新的工作流程。改进后的模块结构简洁，软件集成度提高，运行稳定、可靠。其次，进行太阳电池阵多结构工况优化计算。针对太阳电池阵在发射过程中收拢、在轨工作时展开两种结构工况，建立其多结构工况优化模型并完成优化。验证了改进后的ESSOSII系统多结构工况优化模块能够满足工程应用需求，相对于单结构工况优化，多结构工况优化考虑的设计约束更全面。再次，完成了某型卫星复合材料部件的多结构工况优化。该星的太阳电池阵和可展天线两个柔性结构具备收拢、展开两种复杂结构工况。根据工程部门提供的有限元模型，建立了该星多结构工况优化模型，在ESSOSII系统中进行了蜂窝夹层板蒙皮和厚度的尺寸定义及变量链化。通过调整二级多点逼近优化算法部分优化参数，使得多结构工况优化结果收敛。最后，对北航学生小卫星进行多结构工况优化。根据卫星总体及各分系统设计要求，完成低成本的微小卫星平台结构分系统设计；以结构设计为基础，建立了有限元模型及单结构工况、多结构工况的优化模型，多结构工况优化计算结果为北航学生小卫星飞行星结构设计的改进提供了重要依据。