二十一世纪以来,微小卫星产业开始崛起,由数十颗甚至上千颗微小卫星组成的卫星星座得到了广泛的构建,微小卫星步入飞速发展阶段。这对卫星的生产方式提出了新的要求,传统的单颗卫星研制方式已无法适应卫星发展现状,微小卫星面临着批量生产的挑战。卫星结构系统作为整个卫星的骨架,其设计工作是卫星研制过程中的重要环节,卫星结构设计的合理程度,对卫星任务的完成具有重要影响。卫星结构的创新与升级,可以促进整个卫星产业的发展进程,因此卫星结构设计技术在卫星产业的发展蓝图中占据着重要的地位。本文通过调研微小卫星的发展现状,对卫星结构提炼出三点能够实现量产化的设计要求:多运载适应性、柔性化设计、模块化设计。基于长光卫星技术有限公司提出的卫星组网项目,对该星座的重要成员——灵巧视频卫星进行结构设计,提出一种由金属梁和夹层板组合而成的框架板式结构,对该结构进行有限元分析和尺寸优化,并进行力学环境试验。首先,对框架板式卫星结构进行设计,包括卫星构型设计、框架结构设计、板结构设计、载荷布局设计、材料选择等方面的设计工作。该构型能够实现垂直安装发射和悬挂安装发射两种状态,易于实现多运载适应性要求,梁结构和板结构能够实现柔性化设计,载荷在不同板结构上进行布局安装,能够实现模块化设计,所设计的结构形式能够满足上述三点设计要求,可以实现量产化。然后,对该结构进行有限元分析和动力优化,有限元分析包括静力分析和动力分析,动力优化主要进行尺寸优化。通过有限元分析发现结构中不合理的地方,对结构方案进行修改完善,解决了相机安装板随机振动响应过大的问题。结构优化的数学模型以需要确定的结构尺寸参数作为设计变量,以卫星整体质量最小作为优化目标,以结构最低自振频率和设计变量的上下限作为约束条件,利用Opti Struct软件进行求解,最终确定各个结构参数。最后,对优化后的结构进行加工装配,通过振动试验评估结构的力学性能,试验结果表明结构的力学性能良好,可以满足设计要求。此外,对有限元分析数据和试验数据进行对比,二者的误差在可接受范围内,进而验证了有限元分析的准确性和有效性。