(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211206545.9 (22)申请日 2022.09.30 (71)申请人 中国科学院长春光学精密机 械与物 理研究所 地址 130033 吉林省长 春市经济技 术开发 区东南湖大路38 88号 (72)发明人 杜一民　高雁　许博谦　匡也　 张春悦　 (74)专利代理 机构 长春中科长光知识产权代理 事务所(普通 合伙) 22218 专利代理师 郭婷 (51)Int.Cl. G06F 30/17(2020.01) G06F 30/23(2020.01) G06F 111/06(2020.01) (54)发明名称 空间反射镜组件优化设计方法、 设备、 存储 介质 (57)摘要 本发明涉及空间反射镜组件轻量化技术领 域， 具体提供一种空间反射镜组件优化设计方 法， 包括步骤： S1、 分析并确定反射镜组件的设计 指标； S2、 根据设计指标， 分析并确定反射镜组件 的结构形式及结构支撑方式， 建立反射镜组件的 初始参数化模型； S3、 建立反射镜组件的多目标 优化模型； 对反射镜组件的各项尺 寸参数进行多 学科联合优化； 结合工程实际与反射镜组件的结 构工艺性， 确定优化后各项尺寸参数的取值范 围， 得到经过多学科联合优化后的反射镜组件。 本发明的优化方法以组件中各零件的尺寸参数 作为设计变量， 将镜体、 柔性支 撑结构、 背板纳入 到同一个优化模型中， 集 建模、 有限元分析、 面形 分析等多个学科进行联合仿真分析实现优化设 计。 权利要求书1页 说明书4页 附图2页 CN 115455607 A 2022.12.09 CN 115455607 A 1.一种空间反射镜组件 优化设计方法， 其特 征在于， 所述优化设计方法包括 步骤： S1、 根据光学系统及公差分配表， 结合所述反射镜组件的设计空间限制， 分析并确定所 述反射镜组件的设计指标； S2、 根据所述设计指标， 分析并确定所述反射镜组件的结构形式及结构支撑方式， 完成 所述反射镜组件的初步设计， 建立所述反射镜组件的初始参数化模型； S3、 基于所述初始参数化模型， 建立所述反射镜组件的多目标优化模型； 通过所述多目 标优化模型对所述反射镜组件的各项尺寸参数进 行多学科联合优化； 结合工程实际与所述 反射镜组件的结构工艺性， 确定优化后所述各项尺寸参数 的取值范围， 得到经过多学科联 合优化后的反射镜组件。 2.如权利要求1所述的优化设计方法， 其特 征在于， 所述优化设计方法还 包括步骤: S4、 针对经过多学科联合优化后的反射镜组件开展工程分析， 确定所述反射镜组件是 否满足所述设计指标； 若不满足所述设计指标， 则重复执行步骤S2和步骤S 3； 若满足所述设 计指标， 则优化结束。 3.如权利要求1或2所述的优化设计方法， 其特征在于， 所述设计指标包括所述反射镜 组件的结构重量， 以及所述反射镜组件在不同温度条件或者不同重力条件 下的面形精度要 求。 4.如权利要求1所述的优化设计方法， 其特征在于， 所述反射镜组件包括反射镜、 衬套、 柔性支撑结构以及背板； 所述反射镜组件的结构支撑方式采用背部三 点支撑方式。 5.如权利要求4所述的优化设计方法， 其特征在于， 所述步骤S3中， 通过所述多目标优 化模型对所述反射镜组件的各项尺寸参数进 行多学科联合优化包括对所述反射镜、 所述衬 套、 所述柔性支撑结构以及所述背板的各项尺寸 参数进行多学 科联合优化。 6.如权利要求1所述的优化设计方法， 其特征在于， 所述步骤S3中， 基于所述初始参数 化模型， 建立所述反射镜组件的多目标优化模型， 包括建立以所述反射镜组件在不同载荷 分别作用下面形均方根 值最小为设计目标的尺寸优化模型。 7.如权利要求1所述的优化设计方法， 其特征在于， 所述多目标优化模型集成基于多岛 遗传与梯度优化的组合优化 算法、 参数化建模、 有限元分析以及面形计算的功能。 8.一种空间反射镜组件优化设计设备， 其特征在于， 包括处理器， 所述处理器用于执行 存储器中存储的计算机程序时实现如权利要求1至7任一项所述的空间反射镜组件优化设 计方法的步骤。 9.一种计算机可读存储介质， 其特征在于， 所述计算机可读存储介质上存储有空间反 射镜组件优化设计程序， 所述空间反射镜组件优化设计程序被处理器执行时实现如权利要 求1至7任一项所述的空间反射镜组件 优化设计方法的步骤。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115455607 A 2空间反射 镜组件优化 设计方法、 设备、 存储介质 技术领域 [0001]本发明涉及空间反射镜组件轻量化技术领域， 具体涉及 一种空间反射镜组件优化 设计方法、 空间反射镜组件 优化设计设备以及计算机可读存 储介质。 背景技术 [0002]随着空间观测需求的发展， 对空间光学遥感器提出了更高的要求。 反射镜组件是 空间光学遥感器中最重要的部件之一， 反射镜的面形精度与稳定性直接关系到光学系统的 成像质量。 为了降低反射镜支撑、 加工、 装调、 检测难度， 保证面形精度， 需对其进行轻量化 设计以减轻 结构重量。 [0003]传统轻量化优化方法一般以单一零件为优化对象， 这种方法只追求单一构件的极 致性能， 忽略了对整个组件的影响， 往往并不能使反射镜组件真正达到重量最轻、 面形精度 最高的设计目标。 发明内容 [0004]本发明为解决上述问题， 提供一种新型的空间反射镜组件优化设计方法， 所述优 化设计方法包括 步骤： [0005]S1、 根据光学系统及公差分配表， 结合所述反射镜组件的设计空间限制， 分析 并确 定所述反射镜组件的设计指标； [0006]S2、 根据所述设计指标， 分析 并确定所述反射镜组件的结构形式及结构支撑方式， 完成所述反射镜组件的初步设计， 建立所述反射镜组件的初始参数化模型； [0007]S3、 基于所述初始参数化模型， 建立所述反射镜组件的多目标优化模型； 通过所述 多目标优化模型对所述反射镜组件的各项尺寸参数进 行多学科联合优化； 结合工程 实际与 所述反射镜组件的结构工艺性， 确定优化后所述各项尺寸参数的取值范围， 得到经过多学 科联合优化后的反射镜组件。 [0008]优选的， 所述优化设计方法还 包括步骤: [0009]S4、 针对经过多学科联合优化后的反射镜组件开展工程分析， 确定所述反射镜组 件是否满足所述设计指标； 若不满足所述设计指标， 则重复执行步骤S2和步骤S 3； 若满足所 述设计指标， 则优化结束。 [0010]优选的， 所述设计指标包括所述反射镜组件的结构重量， 以及所述反射镜组件在 不同温度条件或者 不同重力条件下的面形精度要求。 [0011]优选的， 所述反射镜组件包括反射镜、 衬套、 柔性支撑结构以及背板； 所述反射镜 组件的结构支撑方式采用背部三 点支撑方式。 [0012]优选的， 所述步骤S3中， 通过所述多 目标优化模型对所述反射镜组件的各项尺寸 参数进行多学科联合优化包括对所述反射镜、 所述衬套、 所述柔性支撑结构以及所述背板 的各项尺寸 参数进行多学 科联合优化。 [0013]优选的， 所述步骤S3中， 基于所述初始参数化模型， 建立所述反射镜组件的多目标说　明　书 1/4 页 3 CN 115455607 A 3