快速反射镜椭圆弧柔性铰链多目标优化设计

作者：吴松航; 董吉洪; 徐抒岩; 于夫男; 许博谦

来源：红外与激光工程, 2021, 50(04): 187-195.

• 快速反射镜
• 椭圆弧柔性铰链
• 柔度公式
• NSGA-II算法

在快速反射镜柔性铰链优化设计中,为保障反射镜精度和稳定性,应尽量提高柔性铰链工作轴转动柔度和非工作轴转动刚度。以某快速反射镜的椭圆弧柔性铰链为研究对象,首先利用最小二乘法和积分思想推导了三个转动轴的转动柔度公式,与有限元法对比,二者最大相对误差小于6.8%,解决了矩形截面扭转柔度积分过于复杂的问题;其次基于改进的非支配排序遗传算法(NSGA-II)对三个转动轴进行了多目标优化设计,达到设计指标,所得最优解和求解效率较传统算法有了明显提高,其中Pareto解求解效率较多岛遗传算法(MIGA)提高了14.3%,较粒子群算法(PSO)提高了25%;最后对NSGA-II算法所得最优解进行了有限元验证,结果表明二者最大相对误差小于6.5%,吻合较好。

• 单位
  中国科学院长春光学精密机械与物理研究所; 中国科学院大学