为了解除4 m轻量化反射镜支撑系统间存在的相互耦合作用, 提出了采用广义最小二乘法进行主动光学的模式定标计算。首先, 介绍了4 m轻量化反射镜的支撑系统, 推导出液压Whiffletree支撑系统工作下主动光学校正力组满足解耦条件的等式约束方程, 将节点面积加权因子修正后的Zernike多项式面形拟合过程作为有限元分析前处理, 建立主动光学的响应矩阵。其次, 采用广义最小二乘法求解同时满足等式和不等式约束下的最佳校正力组。最后, 将提出的方法应用于重力印透效应产生的镜面变形主动力解算, 分析不同阻尼因子对解算结果的影响。结果表明: 阻尼因子取7.4e-9时, 达到了满足约束条件的最佳校正效果, 镜面面形均方根由最初的271.5 nm通过校正后变为8.3 nm。验证了广义最小二乘法应用于4 m轻量化反射镜主动光学校正力组解算的可行性。

为了满足星载一体化光学小卫星对主承力板的刚度和重量要求, 降低主承力板上各单机的动力学响应, 对工程常用的蜂窝夹层板等效理论和动力学分析方法进行研究。首先, 介绍了六边形蜂窝芯子的等效理论和考虑胶层的面板等效理论。建立了某星载一体化光学小卫星-Y向主承力板的有限元模型, 以重量和动态刚度为目标, 对蜂窝芯子参数进行优化分析。通过分析比较不同芯子蜂窝板的重量和刚度, 最终选择壁厚为0.03 mm, 边长为5 mm的蜂窝芯子。然后, 在模态分析的基础上, 对蜂窝主承力板进行正弦振动和随机振动分析。最后, 进行相应的正弦振动和随机振动试验。分析与试验结果表明: 一阶自然频率误差为1.9%; 正弦加速度响应误差为4.5%; 随机均方根加速度响应误差为3.7%。表明分析模型建立准确, 参数等效合理, 动力学响应分析准确, 并且能满足卫星结构总体和各个星上单机对主承力板的动力学响应要求。