为了满足空间太阳望远镜的技术要求,进行了铍摆镜研制,掌握了高精度铍镜研制技术路线。光学检测面形精度RMS为0.012λ,满足技术要求。对铍摆镜结构进行优化设计改进。介绍了铍摆镜结构优化方法,用ANSYS中的APDL语言编译了摆镜结构优化程序,进行了铍摆镜结构优化。并利用Matlab软件编写了改进遗传算法组合优化程序,再次完成了铍镜结构优化,并进行了横向对比分析。结果表明：两结果都满足技术要求。以扇形孔铍摆镜为例,改进的遗传算法组合方法的优化结果（RMS,1.470E-6mm）比ANSYS零阶优化方法的优化结果（RMS,2.099E-6mm）降低了29.96%,优于铍镜检测结果,说明改进后的摆镜结构方案可行。铍镜的成功研制,为我国空间天文仪器大口径铍镜研究和应用奠定了基础。组合优化方法结合了改进遗传算法和ANSYS软件的优势,具有适应性高、优化能力强等特点,具有较...

摆镜作为稳像系统核心部件,摆镜单元的性能参数和外载荷对摆镜面形的影响为摆镜设计和装配的主要约束条件。在设计约束基础上,对摆镜及其装卡结构材料进行了选择,对结构进行了轻量化设计。为考察外载作用对摆镜面形影响规律,使用接触非线性有限元方法对摆镜组件进行了仿真,使用基于Zernike多项式的光机集成仿真方法消除刚体位移,得到了消除刚体位移后摆镜面形参数。仿真结果表明：外载作用下摆镜刚体位移明显;预紧力作用下刚体平移占据了刚体位移的主要方面;动力载荷作用下,当重力存在于光轴方向时,静力载荷对摆镜面形起主要作用,否则动力载荷对摆镜面形起主导作用。在仿真数据基础上,对摆镜零件进行了加工和装配,对装配后摆镜进行了面形测试,测试结果表明：摆镜面形能够满足设计要求,也说明了摆镜结构设计的合理性和仿真方法的...

为了满足正弦摆动过程中较高面型精度,实现相关跟踪系统摆镜的高度轻量化设计,在直径110 mm圆平面反射镜的设计过程中引入了基于自适应遗传算法的摆镜结构优化。对背部粘结支撑点的大小进行了计算,同时对摆镜的有限元模型进行了轴对称的简化,提高了优化过程中的效率。介绍了自适应遗传算法结构优化的原理及优越性,并提出了两种正弦振动过程中的面型求解方案。最后将自适应遗传算法的结果与传统算法进行了比较。结果证明,基于自适应遗传算法的摆镜动态参数优化方案正确可靠,具有较高的寻优能力,对类似工程结构参数优化具有一定的指导性与借鉴性。

为考察所设计摆镜在外栽作用下面形变化是否满足设计要求，研究了摆镜在螺钉预紧力和不同方向重力作用下的摆镜面形变化规律，使用接触非线性有限元方法对摆镜进行了仿真，采用基于Zemike多项式的数据处理算法对面形数据进行了处理，得到消除刚体位移后表征实际面形变化的参数和表示刚体位移系数的分布曲线。结果表明：螺钉预紧力和不同方向重力作用下摆镜刚体位移明显，镜面平移占据了刚体位移的主要方面，基于集成仿真技术的面形处理算法可以有效消除刚体位移；预紧力存在、不同方向重力作用下摆镜面形影响略有不同，与预紧力相比重力作用对面形影响较小。预紧力作用下摆镜面形仿真数据对于摆镜设计、装调具有一定指导意义，也说明了基于接触方法面形仿真的工程适用性。

为提高空间太阳望远镜相关跟踪系统的动态性能，验证金属铍作为可见光波段反射镜材料的可行性与可靠性，对空间太阳望远镜相关跟踪器中的摆镜进行了，研究。设计与研制了垂84mm轻量化铍镜。利用冲击研磨工艺得到铍粉，再通过热等静压工艺和机械加工得到铍镜镜坯。使用化学镀镍工艺在镜坯基体上镀覆镍磷合金过渡层，再经过光学加工完成铍镜研制。镜面干涉检测后得到面形精度为RMS：0．012λ，PV：0．114λ，铍镜轻量化率为43．68％。检测结果满足空间太阳望远镜的技术要求。

利用波前方向校正技术实现两相干光束的平行性控制，进而保证干涉条纹可见度损失最小，是恒星光干涉仪中的关键技术之一。进行了波前方向校正系统的原理分析和设计探讨，详细讨论了该系统中的８０９８控制单元、高压驱动电源、摆镜结构设计及电压陶瓷堆（ＰＺＴ）的驱动机理，并介绍了用干测试摆镜响应频率等参数的高速ＣＣＤ相关检测法。

根据空间镜面材料选择原则进行了摆镜材料优选，研制了用于空间太阳望远镜相关跟踪器中的铍摆镜，建立了铍摆镜有限元模型并进行了力学分析。重点分析了铍摆镜在承受惯性载荷和温度载荷情况下的力学性能，对其在不同工况条件下的面形和内部应力的变化做了对比。最后，与同结构碳化硅材料摆镜在上述载荷情况下的力学性能进行类比分析，结果表明：铍摆镜受到惯性和温度载荷作用时引起镜体内部应力小于材料本身的屈服强度，力学性能优于碳化硅摆镜，其面形精度：RMS为2．18×10^-6mm，PV为1．69×10^-5mm，一阶谐振频率为1609Hz。该摆镜结构设计合理，计算结果满足相关跟踪器使用要求，已经得到铍摆镜镜坯。

介绍了基础激励下机构随机振动响应的理论与分析方法，利用有限元分析软件ANSYS建立了某空间望远镜相关跟踪系统摆镜的有限元模型并进行了随机振动响应分析，以考察其承受动力学环境的能力。对计算结果行了分析。指出了现有结构中的薄弱环节，提出了改进方案。为摆镜的设计提供了重要参考依据。