桁架结构通过杆件和结点之间的连接关系，能够承受来自多个方向的载荷，具有刚度大、稳定性好、整体结构简单和重量轻等特点，广泛用于各种空间设备的支撑结构。空间桁架结构可作为大口径拼接反射器天线的支撑结构，既能满足高精度高稳定性的要求，也能有效减少天线系统的质量。
　　传统桁架结构的优化设计大多是根据工程实际要求，结合设计人员的经验进行设计，所设计的结构未必是最优形式。本文结合结构优化设计思想，借助先进的优化设计软件和数值分析方法，优化设计出一个可用于大口径天线反射器支撑的空间桁架，相关的研究成果可以为同类桁架结构的优化设计提供借鉴。
　　首先，在已知边界载荷和设计空间大小的条件下，利用连续体拓扑优化方法，以静态多工况刚度和动态固有频率为多目标函数进行优化分析，获得结构材料在设计空间的分布形式、桁架结构的传力路径。并依据设计要求确定设计结点数和结点位置，确定出支撑桁架结构的基本构型。
　　其次，利用Tcl语言和HyperWorks软件的二次开发，通过编译参数化程序来实现桁架结构的CAE前处理和后处理功能。通过Isight软件搭建仿真分析流程，并以此仿真分析流程为基础进行试验设计生成初始样本点。
　　然后，按照近似优化策略思想，构造代理模型代替真实的仿真模型，分别采用静态代理模型和动态代理模型进行多目标优化。比较不同的优化结果，在近似精度方面，动态代理模型的优化结果远高于静态代理模型的优化结果。并且相比于后者，虽然桁架质量增加了2.2%，但桁架的一阶模态却提高了16.8%。
　　最后，依据离散体结构拓扑优化思想，通过多轮迭代优化设计，并依靠人机交互方式删除次元杆件并重构桁架结构的拓扑构型，最终设计出一个合理的支撑桁架结构。