题目：基于智能结构技术的高精度天线形状控制优化设计

大型空间结构比如太空望远镜、天线等通常都具有尺寸大、柔性高的特点，而这些结构在空间运行过程中极易受到各种外界干扰而产生变形。空间飞行器上的大型抛物面天线对反射面的形状精度要求很高，因为反射面精度直接影响天线的使用性能。大型天线背架通常采用桁架结构，背架结构的变形直接影响反射面的表面精度误差。而满足结构的质量较小和保证其高的形面精度要求是一个突出的矛盾，这个矛盾是传统抛物面天线设计方法较难解决的，因为传统方法要保证反射面精度，必然要增加桁架杆件截面面积来增强结构刚度，其代价就是增加结构质量。 为了实现在较小的结构质量前提下使结构保持很高的表面精度，本文引入了智能桁架结构，通过对背架桁架结构的控制来实现对天线反射面表面精度的控制。假设已知结构所受的外界载荷干扰，在抛物面天线背架结构中引入压电作动器，建立了以天线反射面最佳吻合抛物面的精度要求为控制目标的优化控制模型，优化模型以作动电压为变量，以控制电压和杆件轴力的上、下限为约束。经过变换处理，最后目标函数转化为变量的显式二次问题进行求解，可得到最优控制时的作动电压。 本文给出了仿真算例，计算结果表明可用较少的作动器实现大型天线结构的形状精度控制，并且从中得到了一系列的相关规律，证明了这种方法对于大型天线结构高精度控制的可行性。 另外，还对作动器的最优配置问题进行了初步讨论，这是因为作动器的配置对于智能结构的优化结果有着直接的影响。