恭喜西安建筑科技大学郝真乐获国家专利权
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龙图腾网恭喜西安建筑科技大学申请的专利基于搜索算法的大型射电望远镜主动反射面板调节方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN114528658B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-05-30发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202210135254.9,技术领域涉及:G06F30/17;该发明授权基于搜索算法的大型射电望远镜主动反射面板调节方法是由郝真乐;宋磊;杨景洋;于博旭;刘航帅;步同;雷柯凡;刘梦桥设计研发完成,并于2022-02-14向国家知识产权局提交的专利申请。
本基于搜索算法的大型射电望远镜主动反射面板调节方法在说明书摘要公布了:本发明为一种基于搜索算法的大型射电望远镜主动反射面板形状调节方法,主动反射面在基准态时为基准球面,径向调节主索节点从而在工作态时形成工作抛物面,通过如下步骤使工作抛物面尽可能接近理想抛物面:步骤1,建立单目标优化模型,将主索节点落在理想抛物面上作为约束,使得调节过程中,在所有的顶点、焦点变动组合情况下,求出每种组合情况的相邻两主索节点之间距离的最大变化幅度,将所有最大变化幅度最小作为优化目标;步骤2,采用基于变步长策略的遍历搜索算法对所述单目标优化模型进行求解,本发明的优化思路与众不同,在降低了算法复杂度的前提下,达到了很好的优化效果。
本发明授权基于搜索算法的大型射电望远镜主动反射面板调节方法在权利要求书中公布了:1.一种基于搜索算法的大型射电望远镜主动反射面板调节方法,主动反射面在基准态时为基准球面,径向调节主索节点从而在工作态时形成工作抛物面,通过如下步骤使工作抛物面尽可能接近理想抛物面:步骤1,以minmaxληγ为目标函数,以以下条件为约束条件建立单目标优化模型:minmaxληγ 目标函数意为:调节过程中,在所有的顶点、焦点组合情况下,求出每种组合情况的相邻两主索节点之间距离的最大变化幅度dete,在所有的最大变化幅度dete中取最小;参数定义如下:η:在所有的顶点、焦点组合情况下,以相邻两主索节点之间距离的最大变化幅度dete为目标,遍历所有对应的工作抛物面的次数;γ:对求得的最大变化幅度dete遍历的次数;Δri:基准球面上的主索节点沿径向调节到工作抛物面的距离;r1i:球坐标系中,基准球面上主索节点的极径;x1i,y1i,z1i:直角坐标系中,基准球面上主索节点的坐标;r2i:球坐标系中,顶点变动后的工作抛物面上主索节点的极径;x2i,y2i,z2i:直角坐标系中,顶点变动后的工作抛物面上主索节点的坐标;Q:主索节点径向伸缩量的极限;Ψ:焦点可变极限位置下,反射光线与铅垂方向的最大夹角;δ:焦点的可调节范围;r:球坐标系中,顶点变动前的工作抛物面上主索节点的极径;F0:顶点变动前的工作抛物面的焦距;R:基准球面的半径;θ:顶点变动前的工作抛物面上,主索节点与原点的连线与z轴正方向之间的天顶角;F:顶点变动后的工作抛物面的焦距;θi:顶点变动后的工作抛物面上,主索节点与原点的连线与z轴正方向之间的天顶角ξ:工作抛物面的顶点沿径向移动的距离;θ1i:球面上主索节点与z轴正方向的夹角; 球面上主索节点的极径在xoy平面上的投影与x正方向的夹角;|GiGi+1|:径向调节主索节点之前相邻主索节点之间的距离;|G′iG′i+1|:径向调节主索节点之后相邻主索节点之间的距离;λi:径向调节主索节点前后,相邻主索节点之间距离的变化幅度;步骤2,采用基于变步长策略的搜索算法对所述单目标优化模型进行求解,步骤如下:Step1:利用搜索算法遍历求解设置R,设置焦点的z坐标变化量ddF和工作抛物面顶点的z坐标变化量dF,对ddF和dF进行遍历寻优,设置工作抛物面顶点到焦点的距离f=0.466×R+ddF+dF;Step2:寻找设定口径范围内的点判断主索节点是否处于设定口径范围内,将处于设定口径范围内的主索节点由三维坐标系x,y,z转化为球坐标系r、θ、计算主索节点对应工作抛物面上点的极径,为并由此计算出主索节点的径向调节量和调节后的三维坐标,主索节点的最大径向调节量为W,a=sinθ2,b=-4×f×cosθ,c=-4×f×R+dF;Step3:计算调节前后相邻主索节点距离的变化幅度判断反射面板对应的每一主索节点是否在设定口径范围内,若在,返回此时判断的数字形式的主索节点编号;若不在范围内,返回0,记录至矩阵A,矩阵A是一个多行三列的矩阵,其每行的三个元素表示一个三角形反射面板的三个顶点所对应主索节点在设定口径范围内的情况,由其主索节点调节前的极径减去调节后的极径获取,若元素大于0,表示该顶点所对应的主索节点在设定的口径范围内;若矩阵A中每行的三个元素均大于零,则表示此三个元素对应的三角形整体位于设定口径范围内,计算主索节点由基础位点改变至理想位点后相邻主索节点间变化幅度,最大变化幅度为dete;Step4:变化幅度和最大径向调节量作为约束条件对最大变化幅度dete寻优,当最大变化幅度dete满足小于设定值m时,判断最大径向调节量W是否满足小于设定值n,记录符合条件的工作抛物面顶点位置、焦点位置、主索节点的最大径向调节量W和所述最大变化幅度dete;Step5:返回step1变步长遍历寻优将Step4中得到符合条件的工作抛物面顶点位置、焦点位置带入step1,并减小步长,以得到更精确的主索节点的最大径向调节量W和最大变化幅度dete。
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