1、光機(jī)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在空間光學(xué)遙感器研制流程中占有極其重要的地位。光機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)是遙感器各分系統(tǒng)的承載平臺(tái)，是光學(xué)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)功能的重要保證，其設(shè)計(jì)的優(yōu)劣直接決定了遙感器的工作性能和使用壽命。隨著CAD/CAE理論及軟件技術(shù)的逐漸成熟與計(jì)算能力的日異強(qiáng)大，某些卓有成效的設(shè)計(jì)理念及方法已被應(yīng)用于光學(xué)遙感器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)領(lǐng)域，但由于遙感器設(shè)計(jì)工作的保密性很強(qiáng)，各種新理論、新技術(shù)無(wú)法被研究人員共享，這使得我國(guó)與其他技術(shù)先進(jìn)國(guó)家之間的差距很難在短期內(nèi)迅速縮

2、小。
　　本文結(jié)合某型空間光學(xué)遙感器的研制任務(wù)，針對(duì)光學(xué)遙感器光機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的若干關(guān)鍵技術(shù)環(huán)節(jié)進(jìn)行了深入的研究。
　　首先對(duì)遙感器光學(xué)系統(tǒng)波前誤差構(gòu)成進(jìn)行了分析，選擇波前誤差作為光學(xué)系統(tǒng)成像質(zhì)量的衡量指標(biāo)，認(rèn)為系統(tǒng)總波前誤差可由光學(xué)設(shè)計(jì)誤差、光學(xué)元件面形誤差導(dǎo)致的波前誤差以及位置誤差導(dǎo)致的波前誤差三者基本遵循RSS原則合成。分析了某遙感器各光學(xué)元件位置誤差疊加后對(duì)系統(tǒng)波前誤差的影響，證明優(yōu)化各位置誤差的方向關(guān)系可以有效降低

3、系統(tǒng)的波前誤差。
　　選擇合理的結(jié)構(gòu)性能評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)，是對(duì)空間光學(xué)遙感器光機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)開(kāi)展優(yōu)化設(shè)計(jì)工作的首要任務(wù)，本文以結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性來(lái)評(píng)價(jià)遙感器光機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)在空間環(huán)境中的性能表現(xiàn)。根據(jù)針對(duì)載荷的不同，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性包括力學(xué)穩(wěn)定性與熱穩(wěn)定性。熱載荷是導(dǎo)致光學(xué)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)變形的主要因素之一，且由于空間熱環(huán)境和遙感器熱控手段的不確定性，熱載荷所導(dǎo)致的結(jié)構(gòu)誤差以及光學(xué)系統(tǒng)波前誤差往往無(wú)法預(yù)知，因此必須在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)提高光機(jī)結(jié)構(gòu)的熱穩(wěn)定性。
　　傳統(tǒng)的

4、遙感器光機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)方法是以重量最小化為目標(biāo)，力學(xué)性能為約束的常規(guī)單目標(biāo)優(yōu)化設(shè)計(jì)，存在重大的缺陷。本文對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與熱設(shè)計(jì)的流程與相互影響關(guān)系進(jìn)行了研究，提出以結(jié)構(gòu)熱穩(wěn)定性和輕量化作為結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的目標(biāo)；對(duì)熱穩(wěn)定性的評(píng)價(jià)方法進(jìn)行研究，提出熱穩(wěn)定性可借助于整個(gè)光機(jī)系統(tǒng)及其每個(gè)光學(xué)元件在保證成像質(zhì)量的前提下所能承受的最大熱載荷來(lái)衡量；定義了光學(xué)元件的熱致面形誤差比例系數(shù)和系統(tǒng)整體的熱致位置誤差比例系數(shù)作為優(yōu)化設(shè)計(jì)的目標(biāo)函數(shù)，以光機(jī)系統(tǒng)結(jié)

5、構(gòu)形狀與尺寸參數(shù)以及光機(jī)系統(tǒng)的公差分配作為設(shè)計(jì)變量，以結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度、動(dòng)態(tài)剛度以及系統(tǒng)總波前誤差作為約束條件，建立了遙感器光機(jī)系統(tǒng)熱穩(wěn)定性?xún)?yōu)化的數(shù)學(xué)模型。
　　針對(duì)經(jīng)典優(yōu)化模型中存在的多目標(biāo)性和約束條件的不確定性，提出了應(yīng)用模糊優(yōu)化的原理與方法對(duì)熱穩(wěn)定性?xún)?yōu)化問(wèn)題進(jìn)行求解。研究了熱穩(wěn)定性模糊優(yōu)化問(wèn)題的最優(yōu)約束水平解法，提出了目標(biāo)與約束函數(shù)的模糊滿(mǎn)意或滿(mǎn)足區(qū)間與隸屬函數(shù)的構(gòu)建方法，提出了確定最優(yōu)水平截集時(shí)模糊判決的選擇標(biāo)準(zhǔn)。
　　結(jié)

6、合某型空間光學(xué)遙感器光機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)任務(wù)，論述了遙感器光機(jī)系統(tǒng)的總體構(gòu)型、主鏡組件以及次鏡支撐組件的設(shè)計(jì)原則與方法；分析了某型空間光學(xué)遙感器主鏡及次鏡支撐組件在重力、熱載荷作用下的變形規(guī)律；選擇主鏡對(duì)溫度水平變化、徑向溫度梯度、周向溫度梯度以及次鏡支撐組件對(duì)周向溫度梯度的承受能力作為該遙感器光機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)熱穩(wěn)定性的衡量標(biāo)準(zhǔn)，運(yùn)用了最優(yōu)約束水平解法對(duì)該遙感器光機(jī)系統(tǒng)的熱穩(wěn)定性模糊優(yōu)化問(wèn)題進(jìn)行了求解，得到了熱穩(wěn)定性高，重量較輕的結(jié)構(gòu)。