本書主要總結作者近年來在空間網狀天線方面的研究成果。全書共13章，主要介紹網狀天線反射面拓撲設計、幾何設計、形態設計、精度退化機理分析，以及形面保形控性的環境適應性設計、精度調整、模態參數識別、波動動力學分析及控制、相似性等效等內容。
基礎計劃加強重點基礎研究項目子課題，"XXX一體化設計理論與控制方法"，子課題，編號F020040008，子課題負責人
目錄
前言
第1章 緒論 1
1.1 概述 1
1.2 網狀天線的研究現狀 2
1.2.1 徑向肋網狀天線 2
1.2.2 構架式網狀天線 3
1.2.3 環柱網狀天線 4
1.2.4 環形網狀天線 4
1.3 網狀天線的發展趨勢 6
1.3.1 超大型網狀天線 6
1.3.2 微納衛星小型化網狀天線 9
1.3.3 有源饋電網狀天線 9
1.4 空間網狀天線反射面保形控性的關鍵技術 10
1.4.1 網面保形設計 11
1.4.2 空間網狀天線多源誤差與精度補償 12
1.4.3 空間網狀天線形面精度調整 14
1.4.4 空間網狀天線模態參數識別 15
1.4.5 空間網狀天線結構動力學與振動控制 17
1.4.6 空間網狀天線在軌形面調控 18
1.4.7 空間網狀天線結構性能相似等效 18
參考文獻 18
第2章 反射面索網拓撲構型綜合理論與方法 26
2.1 概述 26
2.2 廣義Maxwell準則 26
2.3 索網反射面分段數 28
2.4 環形桁架網狀天線的拓撲構型綜合 30
2.5 傘狀網狀天線的拓撲構型綜合 33
2.6 靜力與運動確定性網面拓撲構型 34
參考文獻 39
第3章 索網反射面幾何設計理論與方法 40
3.1 概述 40
3.2 索網反射面切割原理與方程 40
3.3 三向網格索網幾何設計 41
3.4 測地線索網幾何設計理論與方法 43
3.4.1 旋轉拋物面的測地線 43
3.4.2 測地線索網幾何設計方法 48
3.4.3 環形測地線索網幾何設計方法 53
3.5 橢圓口徑反射面二次曲面索網幾何設計 55
3.5.1 索網節點與單元分類 55
3.5.2 平面二次曲線 55
3.5.3 二次曲線索網幾何設計 58
3.5.4 二次曲面索網幾何設計 60
參考文獻 61
第4章 索網反射面形態設計理論與方法 62
4.1 概述 62
4.2 平面投影設計法 62
4.2.1 平面索網形態設計 63
4.2.2 空間索網形態設計 65
4.2.3 三向網格形態設計 68
4.2.4 測地線索網形態設計 68
4.3 力密度設計法 69
4.3.1 力密度法 69
4.3.2 等張力設計法 72
4.3.3 變力密度張力優化方法 75
4.3.4 AM2索網形態設計 76
4.4 力密度/有限元混合設計法 77
4.4.1 柔性支撐索網結構的形態分析方法 77
4.4.2 考慮柔性支撐邊界的索網結構預張力優化設計模型 78
4.4.3 環形桁架天線形態設計 79
4.5 索網機/電耦合形態設計法 80
4.5.1 輻射場快速計算方法 80
4.5.2 索網機/電耦合優化設計方法 84
參考文獻 86
第5章 考慮不確定性的索網反射面預張力設計 87
5.1 概述 87
5.2 不確定性等效表征 87
5.2.1 區間運算 87
5.2.2 不確定性等效 88
5.3 反優化預張力設計 89
5.3.1 反優化策略 89
5.3.2 索網預張力的反優化設計 90
5.4 區間力密度預張力設計 92
5.4.1 反射面不確定性分析 92
5.4.2 區間力密度優化 93
5.5 不確定性環形桁架網狀天線預張力設計 95
5.5.1 不確定性索網的張力等效 95
5.5.2 反優化設計 96
5.5.3 索網形面精度的不確定性分析 97
5.5.4 索網結構的區間力密度設計 98
參考文獻 99
第6章 索網反射面多源誤差的建模及分析 100
6.1 概述 100
6.2 天線形面誤差的表征 100
6.3 面片擬合誤差的建模及分析 101
6.4 反枕效應誤差的建模及分析 103
6.4.1 反枕效應的計算 103
6.4.2 正多邊形索膜單元的反枕效應 108
6.4.3 一般多邊形索膜單元的反枕效應 108
6.4.4 網狀天線反射面的反枕效應 110
6.5 不確定性誤差的建模及分析 111
6.5.1 概率有限元法 112
6.5.2 蒙特卡洛法 117
6.5.3 環形桁架索網反射面的不確定性誤差 118
6.6 面向形面誤差分布的電性能計算 120
6.6.1 面向形面誤差分布的電性能計算公式 120
6.6.2 基于數據庫的變形反射面電性能快速計算 123
6.6.3 多源誤差影響下的環形天線電性能計算 124
參考文獻 126
第7章 索網反射面力學松弛與精度退化 127
7.1 概述 127
7.2 繩索蠕變/恢復分析 127
7.2.1 非線性黏彈性本構模型 127
7.2.2 變載荷下蠕變/恢復分析模型 128
7.2.3 階躍載荷下繩索的蠕變/恢復模型 130
7.3 索網結構力學松弛分析 131
7.3.1 非線性切線剛度矩陣 131
7.3.2 時變非線性分析 133
7.3.3 索網結構的力學松弛 133
7.4 索網反射面精度退化與補償 135
7.4.1 補償設計算法 135
7.4.2 索網反射面補償設計 136
7.5 面向精度退化的電性能計算 138
7.5.1 時變反射面電性能計算方法 138
7.5.2 力學松弛對環形桁架天線電性能的影響 140
參考文獻 143
第8章 基于電性能的索網反射面形面形狀重構 144
8.1 概述 144
8.2 反射面形面軸向誤差重構 144
8.2.1 連續反射面軸向誤差反演 144
8.2.2 索網反射面軸向變形預測 146
8.3 索網反射面三維變形重構 148
8.4 環形桁架網狀天線的形面形狀重構 150
參考文獻 157
第9章 索網反射面形面精度調整 158
9.1 概述 158
9.2 索網反射面形面調整基本原理 158
9.3 索網反射面區間力密度形面調整 159
9.3.1 區間力密度矩陣 159
9.3.2 索網結構形面調整優化模型 160
9.3.3 多維進退算法 162
9.3.4 雙層索網結構形面調整 163
9.4 索網反射面形面智能調整 166
9.4.1 LSSVM調整預測模型 166
9.4.2 最速下降調整量優化方法 169
9.4.3 形面精度智能調整仿真驗證 171
參考文獻 174
第10章 網狀天線結構模態參數識別 175
10.1 概述 175
10.2 整體與局部模態 175
10.2.1 整體與局部模態的定義 175
10.2.2 整體與局部模態識別 176
10.3 激振規律未知的模態參數識別 177
10.3.1 隨機子空間法 177
10.3.2 特征系統實現算法 181
10.4 環形桁架網狀天線模態參數識別 184
參考文獻 187
第11章 索網-框架組合結構振動控制 188
11.1 概述 188
11.2 索網-框架組合結構的波動動力學建模及分析 188
11.2.1 線性梁單元 188
11.2.2 非線性索單元 189
11.2.3 整體動力學模型及求解 190
11.3 索網-框架組合結構的模態/波動主動控制 191
11.3.1 波動控制器 191
11.3.2 模態/波動復合控制 192
11.4 索網-框架組合結構的振動控制 194
11.4.1 環形桁架網狀天線的動響應分析 194
11.4.2 平面索網-框架組合結構的振動控制 197
參考文獻 201
第12章 網狀天線調整用作動器技術 202
12.1 概述 202
12.2 典型作動器特點 202
12.3 尺蠖式作動器設計及分析 203
12.3.1 結構設計 203
12.3.2 機/電耦合驅動模型 205
12.3.3 實驗測試與分析 208
12.4 空間用作動器發展趨勢 211
參考文獻 211
第13章 網狀天線反射面相似性等效 212
13.1 概述 212
13.2 結構相似性等效分析 212
13.3 驅動力相似性等效分析 214
13.3.1 展開過程動力學方程 214
13.3.2 展開驅動力相似性等效準則 216
13.3.3 展開驅動力相似性等效畸變處理 217
13.4 結構頻率相似性等效分析 219
13.4.1 結構頻率相似性等效準則 219
13.4.2 結構頻率相似性等效畸變處理 221
參考文獻 224
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