杨晨曦，余盛强，闫红松,袁大义，王永振

(北京自动化控制设备研究所，北京 100074)

0 引言

惯导系统是运载火箭等飞行器和其他载体中广泛应用的精密测量仪器，其工作精度和可靠性直接影响着载体的控制精度和可靠性[1]。新一代飞行器要求飞行速度更快、射程更远，在提升动力性能的同时，结构减重是目前一项亟待解决的关键技术难题。惯导系统作为飞行器的核心导航控制电子设备，在精度指标要求不断提升的同时，还要求其具有小型化、轻质化、力学环境适应性强等特点。同时飞行器动力性能的提升使惯导系统面临比以往更加严酷的振动、冲击及噪声环境条件，而传统的结构设计模式主要基于现有的设计规范及设计师的个人经验，在设计基本完成后进行力学仿真校核，结构减重主要依据个人经验，缺少科学的计算数据支撑，这就造成了减重设计不合理及多轮的设计反复，影响了设计质量和研制周期。如何使惯导系统结构在满足力学环境适应性要求的同时，又能实现大幅度轻量化，是惯导系统结构设计的一项重要研究内容。除采用轻质化的高强度材料外，基于结构拓扑优化技术的正向创新设计是目前最有效的一种技术手段。

近年来，国内已经开始把拓扑优化技术应用在惯导系统结构设计中。如李雄魁等对运载火箭惯组基座进行了拓扑优化设计，确定了一种轻质化、高刚度的悬臂惯组基座结构形式[2]；刘仲宇等对航空遥感惯性稳定平台内框架进行了拓扑优化设计，减小了平台内框架的总质量，提高了平台的动态性能[3]；……