张远清，李晓波

（中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所，长春 130033）



集成仿真在空间望远镜设计和优化中的应用

张远清，李晓波

（中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所，长春 130033）

针对空间望远镜设计过程中涉及学科多、系统复杂、真实环境验证难度大等特点，集成仿真在空间望远镜设计和优化过程中具有巨大应用价值。本文给出了集成仿真在NGST、NEXUS和JWST等空间望远镜设计过程中的应用实例，介绍了集成仿真所包括的扰动源、结构、光学、控制和模型集成等方面的具体内容，并给出了集成仿真在性能分析、灵敏度分析、同效性分析、多目标优化和干扰来源定位与缓解等方面的应用。集成仿真技术及其应用案例，对我国在研大型空间望远镜的设计有指导和借鉴意义。

空间望远镜；集成仿真；性能分析；设计优化

大型空间望远镜作为一个复杂的系统工程，其设计过程涉及光机控等多学科领域。传统望远镜设计，一般采用光机控各子系统设计人员独立负责各自领域，并交流协调的设计理念。这种设计理念对于早期系统构成简单、指标要求低的望远镜较为适用。随着望远镜日趋大型化、科学任务日益多样化以及精度指标要求的不断提高，空间望远镜系统日益复杂，传统的子系统独立设计并交流协调的设计方法很难满足系统指标要求。因此，在SIM［1—2］，NGST［1—3］，TPF［4—5］，NEXUS［1，6—7］，JWST［8，11—15］等大型空间望远镜和EURO50［16—17］，TMT［18—21］等大型地面望远镜设计过程中，设计人员开始利用多学科集成建模与系统仿真技术，从系统工程角度考虑子系统之间的相互影响，通过整体模拟分析得到初始设计下的整机性能［22］，给出各子系统参数对整机性能的影响，并据此对整机参数进行优化设计。……