一种发射场数字合练试验方法技术

本发明专利技术提供了一种发射场数字合练试验方法，该方法的实现步骤包括：1、构建发射场合练的模型子系统；2、根据设定的发射场合练试验流程，划分相应的子任务流程；3、针对每个子任务流程，在模型子系统中选取相应的三维几何模型，搭建子任务模型；并按照执行时序，驱动子任务模型进行动态演练；4、在子任务模型动态演练过程中，进行演练监测和结果分析，并根据分析结果进行相应调整和评估。该方法可以在不具备实物产品的条件下，基于三维数字仿真开展火箭技术区和发射区操作流程仿真和分析，在计算机模拟环境下实现发射场合练，便于对发射全流程进行摸底和评估，确保实际合练过程顺利进行。

A test method of digital combination training for launching field

The invention provides a practice test method for field emission digital realization steps of the method include: 1, construct the model subsystem of launch occasion to practice; 2, according to the launch of the occasion set subtasking practice test process, the corresponding process; 3, for each sub task, select the corresponding three-dimensional geometric model in the model system, build a sub task model; and according to the execution timing, drive sub task model for dynamic exercise; 4, the dynamic model of sub tasks in the process of drilling, drilling monitoring and analysis, and according to the analysis results for the corresponding adjustment and evaluation. This method can not have physical products under the condition of three-dimensional digital simulation in rocket technology and emitter operation process simulation and analysis based on the realization of launch occasion to practice in the computer simulation environment for diagnostic and assessment of the emission process, ensure that the actual training process smoothly.

【技术实现步骤摘要】
一种发射场数字合练试验方法
本专利技术涉及航天系统仿真
，特别涉及一种发射场数字合练试验方法。
技术介绍
发射场合练是新型号首飞前必须完成的大型地面试验项目，为飞行试验成功奠定重要的基础。合练工作的开展，通常按照既定时间、既定程序、既定项目进行火箭测试发射流程演练。流程一旦启动，伴随着不可逆的风险，如发射台与火箭对接、发射塔与火箭对接，若发生问题，在实物上进行协调解决，约束条件很多，包括：试验管理、质量管理、系统协调、更改后产品性能等多方面因素，甚至对研制进度产生不利影响。故需要在合练前开展合练项目的预先协调和验证，保证火箭发射场合练的顺利开展。传统方式下，在实物合练前开展发射场设备布局、合练流程和机械接口的协调和验证，主要是通过两种途径：1、基于二维图纸或依靠设计人员的经验提前协调；2、通过设计实物试验来验证。这两种方式，第一种存在协调内容不直观，且对协调人员的经验要求极高的问题，这种手段在一个全新火箭研制的过程中存在判断错误或考虑不周的风险。第二种方式是协调和验证的有效方式，但其存在大幅增加成本和影响研制进度的问题。试验件的生产耗费大量人力物力，且跨系统间协调困难，且试验件的生产、试验过程以及反复等将大幅拖慢产品的研制进度。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的缺点，提供了一种发射场数字合练试验方法，该方法可以在不具备实物产品的条件下，基于三维数字仿真开展火箭技术区和发射区操作流程仿真和分析，在计算机模拟环境下实现发射场合练，便于对发射全流程进行摸底和评估，确保实际合练过程顺利进行。本专利技术的上述目的通过以下方案实现：一种发射场数字合练试验方法，包括以下步骤：(1)、构建发射场合练的模型子系统；所述模型子系统包括火箭模型、发射场厂房模型、地面设备模型和资源模型，其中：火箭模型为根据火箭结构建立的三维几何模型；发射场厂房模型包括厂房空间结构、工作平台和固定设备的三维几何模型；地面设备模型包括合练过程中涉及到的地面转运设备、吊装设备、测量与控制设备、连接电缆与管路、加注设备和供气设备的三维几何模型；资源模型包括数字人体模型、工具与工装三维几何模型，其中在所述数字人体模型中设定了人体尺寸和人体机能限制条件；(2)、根据设定的发射场合练试验流程，划分相应的子任务流程；所述的子任务流程包括待执行的工序集合，以及所述工序集合对应的执行时序；(3)、针对步骤(2)划分的每个子任务流程，在模型子系统中选取所述工序集合中各工序涉及到的三维几何模型，搭建子任务模型；并按照工序集合对应的执行时序，驱动子任务模型进行动态演练；(4)、在子任务模型动态演练过程中，进行干涉监测、接口匹配监测、资源分配监测、人机工程监测，记录监测结果；(5)、对步骤(4)记录的监测结果进行分析，如果分析结果不满足设定的要求，则对子任务模型进行调整后重新进行动态演练；如果分析结果满足设定要求，则重复步骤(3)～(5)，完成所有子任务流程的动态演练和结果分析。上述的发射场数字合练试验方法，在步骤(4)中，干涉监测的监测内容包括：在演练过程中，三维几何模型之间的间隙是否在设定的间隙范围内，以及三维几何模型间是否发生碰撞；接口匹配监测的监测内容包括：在演练过程中，三维几何模型间的连接接口是否匹配；资源分配监测的检测内容包括：在演练过程中，子任务模型中选取的资源模型是否能够完成设定的工序；人机工程监测的监测内容包括：在设定的人体机能限定条件下，数字人体模型是否能够完成设定的工序任务。上述的发射场数字合练试验方法，在步骤(1)中，如果外部系统已经搭建完成了火箭设计模型，则对所述火箭设计模型进行简化处理，即在所述火箭设计模型中保留火箭几何外形、骨架和电缆，得到模型子系统中的火箭模型。上述的发射场数字合练试验方法，在步骤(1)中，模型子系统中的三维几何模型采用DELMIA格式。上述的发射场数字合练试验方法，在步骤(1)中，如果外部系统已经构建了3DMAX可视化格式的三维几何模型，则通过如下步骤将所述三维几何模型转化为DELMIA格式：(1a)、利用3DMAX软件打开所述3DMAX可视化格式的三维几何模型，并另存为STL格式；(1b)、在Pro/E软件中打开STL格式的三维几何模型，并进行如下操作：复核所述三维几何模型的尺寸数据，若存在由于不同软件间单位制不同导致的模型尺寸不一致问题，则通过Pro/E软件的三维模型缩放功能将所述三维几何模型缩放到设定尺寸；在所述三维几何模型中，重建与运动相关的几何特征；然后将所述三维几何模型转换为stp或igs格式；(1c)、将步骤(1b)得到的stp或igs格式三维几何模型转换为DELMIA格式，在转换过程中保留所述模型的几何外形、骨架以及电缆模型数据。上述的发射场数字合练试验方法，在步骤(3)中，从模型子系统中选取工序集合中各工序涉及到的三维几何模型，搭建子任务模型；在所述子任务模型搭建过程中，对选取的三维几何模型进行轻量化处理，具体实现过程如下：对选取的三维几何模型进行背面剔除处理、抗锯齿处理；并根据设定的显示需求，进行显示精度调整，即：在设定的精确显示部位，设置显示精度小于或等于1mm；在设定的轮廓显示部位，设置显示精度大于或等于10mm。上述的发射场数字合练试验方法，在步骤(3)中，从模型子系统中选取工序集合中各工序涉及到的三维几何模型，搭建子任务模型；在所述子任务模型搭建过程中，对选取的三维几何模型进行冗余清理，即将模型中与仿真结果无关的细节数据进行隐藏或删除，仅保留设定的关键部分的模型数据。上述的发射场数字合练试验方法，在步骤(3)中，从模型子系统中选取工序集合中各工序涉及到的三维几何模型，搭建子任务模型；在所述子任务模型搭建过程中，设置选取的三维几何模型之间的相对摆放位置，如果选取的三维几何模型中包括地面设备模型，且所述地面设备模型中涉及电缆或管路，则对所述电缆或管路的铺设方式进行设定。上述的发射场数字合练试验方法，在步骤(3)中，针对步骤(2)划分的每个子任务流程，在模型子系统中选取所述工序集合中各工序涉及到的三维几何模型，搭建子任务模型；其中：如果所述子任务流程涉及极限工况分析，则根据设定的极限工况条件，对相应的三维几何模型进行极限工况设定。上述的发射场数字合练试验方法，在步骤(1)中，在模型子系统中，根据设定的模型精确度等级，设定每个三维几何模型的尺寸精确度。本专利技术与现有技术相比，具有以下优点：(1)、本专利技术基于数字仿真模型模拟发射场合练的全过程，动态分析了火箭在不同子任务流程，可以识别流程中的关键控制环节，验证子任务流程的合理性，以便于制定具体的发射场合练方案；(2)、本专利技术在子任务流程动态演练过程中，进行了干涉监测、接口匹配监测、资源分配监测、人机工程监测，并能根据监测结果进行子任务流程或模型调整，为制定发射场合练方案提供了必要的分析数据。附图说明图1为本专利技术的发射场数字合练试验方法的处理流程图。具体实施方式下面结合附图和具体实例对本专利技术作进一步详细的描述：本专利技术突破了传统地面试验方法，在不具备实物产品的条件下，基于数字仿真开展火箭发射场合练试验，对发射场合练的操作流程进行仿真与分析，实现对发射全过程的摸底和评估，成功实现在计算机模拟环境下的火箭、地面系统、发射场系统三方的“提前见面本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种发射场数字合练试验方法，其特征在于包括以下步骤：(1)、构建发射场合练的模型子系统；所述模型子系统包括火箭模型、发射场厂房模型、地面设备模型和资源模型，其中：火箭模型为根据火箭结构建立的三维几何模型；发射场厂房模型包括厂房空间结构、工作平台和固定设备的三维几何模型；地面设备模型包括合练过程中涉及到的地面转运设备、吊装设备、测量与控制设备、连接电缆与管路、加注设备和供气设备的三维几何模型；资源模型包括数字人体模型、工具与工装三维几何模型，其中在所述数字人体模型中设定了人体尺寸和人体机能限制条件；(2)、根据设定的发射场合练试验流程，划分相应的子任务流程；所述的子任务流程包括待执行的工序集合，以及所述工序集合对应的执行时序；(3)、针对步骤(2)划分的每个子任务流程，在模型子系统中选取所述工序集合中各工序涉及到的三维几何模型，搭建子任务模型；并按照工序集合对应的执行时序，驱动子任务模型进行动态演练；(4)、在子任务模型动态演练过程中，进行干涉监测、接口匹配监测、资源分配监测、人机工程监测，记录监测结果；(5)、对步骤(4)记录的监测结果进行分析，如果分析结果不满足设定的要求，则对子任务模型进行调整后重新进行动态演练；如果分析结果满足设定要求，则重复步骤(3)～(5)，完成所有子任务流程的动态演练和结果分析。...

【技术特征摘要】
1.一种发射场数字合练试验方法，其特征在于包括以下步骤：(1)、构建发射场合练的模型子系统；所述模型子系统包括火箭模型、发射场厂房模型、地面设备模型和资源模型，其中：火箭模型为根据火箭结构建立的三维几何模型；发射场厂房模型包括厂房空间结构、工作平台和固定设备的三维几何模型；地面设备模型包括合练过程中涉及到的地面转运设备、吊装设备、测量与控制设备、连接电缆与管路、加注设备和供气设备的三维几何模型；资源模型包括数字人体模型、工具与工装三维几何模型，其中在所述数字人体模型中设定了人体尺寸和人体机能限制条件；(2)、根据设定的发射场合练试验流程，划分相应的子任务流程；所述的子任务流程包括待执行的工序集合，以及所述工序集合对应的执行时序；(3)、针对步骤(2)划分的每个子任务流程，在模型子系统中选取所述工序集合中各工序涉及到的三维几何模型，搭建子任务模型；并按照工序集合对应的执行时序，驱动子任务模型进行动态演练；(4)、在子任务模型动态演练过程中，进行干涉监测、接口匹配监测、资源分配监测、人机工程监测，记录监测结果；(5)、对步骤(4)记录的监测结果进行分析，如果分析结果不满足设定的要求，则对子任务模型进行调整后重新进行动态演练；如果分析结果满足设定要求，则重复步骤(3)～(5)，完成所有子任务流程的动态演练和结果分析。2.根据权利要求1所述的一种发射场数字合练试验方法，其特征在于：在步骤(4)中，干涉监测的监测内容包括：在演练过程中，三维几何模型之间的间隙是否在设定的间隙范围内，以及三维几何模型间是否发生碰撞；接口匹配监测的监测内容包括：在演练过程中，三维几何模型间的连接接口是否匹配；资源分配监测的检测内容包括：在演练过程中，子任务模型中选取的资源模型是否能够完成设定的工序；人机工程监测的监测内容包括：在设定的人体机能限定条件下，数字人体模型是否能够完成设定的工序任务。3.根据权利要求1所述的一种发射场数字合练试验方法，其特征在于：在步骤(1)中，如果外部系统已经搭建完成了火箭设计模型，则对所述火箭设计模型进行简化处理，即在所述火箭设计模型中保留火箭几何外形、骨架和电缆，得到模型子系统中的火箭模型。4.根据权利要求1至3之一所述的一种发射场数字合练试验方法，其特征在于：在步骤(1)中，模型子系统中的三维几何模型采用DELMIA格式。5.根据权利要求1至3之一所述的一种发射场数字合练试验方法，其特征在于：在步骤(1)中，如果外部系统已经构建了3DMAX可视化格式的三维几何模型，则通过如下步骤将所述三维几何模型转化为D...

【专利技术属性】
技术研发人员：李澍，李莉，王哲，郭逸婧，皮赞，贾瑞林，刘敏，周培，
申请(专利权)人：北京宇航系统工程研究所，中国运载火箭技术研究院，
类型：发明
国别省市：北京,11