【技术实现步骤摘要】
一种基于数字孪生的熔铸装药成型工艺参数优化方法及系统
[0001]本专利技术涉及含能药装药生产领域，具体涉及一种基于数字孪生的熔铸装药成型工艺参数优化方法及系统。
技术介绍
[0002]弹药熔铸装药成型具有弹药适应性强、装药效率高、易于回收利用及制造成本低等优点，是弹药的主流装药工艺方法。弹药熔铸装药成型过程涉及物态、热量、体积等多种物理变化，首先是物态由液态变为固态，其次是炸药结晶过程体积收缩、释放热量，是一个复杂的传热、传质过程，经历降温、相变、晶体形成和成长等。熔铸装药成型过程工艺参数主要包括炸药注液温度、弹体预热温度、水浴凝固护理温度、水浴水位上升速度、凝固压力、保压时间、生产环境温度等，其工艺参数较多且各个工艺参数之间相互关联，使得工艺参数与装药成型质量间具有高度的非线性、强耦合与时变性的特点，因而采用构建精准的数学模型来进行生产过程的工艺参数控制极为困难。
[0003]成型工艺参数的设定与控制是实现高质量熔铸装药的关键，熔铸装药成型质量主要包含装药密度和密度差(装药的密度均匀性)两个重要指标，装药密度越大...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于数字孪生的熔铸装药成型工艺参数优化方法，其特征在于，包括以下步骤：S1.通过基于CART回归树的GBRT算法对熔铸装药成型工艺参数与成型质量优化目标进行非线性耦合预测；S2.对于选定的熔铸装药成型工艺参数和成型质量优化目标，根据熔铸装药成型数字孪生数据采集感知技术采集的相关数据，在步骤S1构建的耦合预测模型基础上，采用多目标智能优化算法进行寻优，获得局部最优解集；S3.在步骤S2获得的局部最优解集的基础上，采用智能决策分析方法对局部最优解集进行量化评价，输出全局最优的成型工艺参数；S4.验证步骤S3获得的全局最优熔铸装药成型工艺参数优化结果的准确性，并将全局最优熔铸装药成型工艺参数传输到实体生产设备中，实现熔铸装药成型工艺参数的闭环控制。2.根据权利要求1所述的一种基于数字孪生的熔铸装药成型工艺参数优化方法，其特征在于，选取炸药药液浇注温度T
z
、弹体预热温度T
r
、水浴凝固护理温度T
h
、水浴水位上升速度V、凝固压力P五个熔铸装药成型工艺参数为输入变量，以熔铸装药成型后药柱的装药密度ρ(x)、密度差λ(x)两个成型质量性能指标参数为输出目标函数，构建熔铸装药成型工艺参数和装药成型质量性能指标间的非线性映射关系模型如下：式(1)中，T
z
为炸药药液浇注温度，T
r
为弹体预热温度，T
h
为水浴凝固护理温度，V为水浴水位上升速度，P为凝固压力；a
e
(e＝1,2,...,5)为对应输入变量(T
z
,T
r
,T
h
,V,P)的取值下限，b
e
(e＝1,2,...,5)为对应输入变量(T
z
,T
r
,T
h
,V,P)的取值上限；ρ(x)为装药密度目标函数，λ(x)为装药密度差目标函数。3.根据权利要求1所述的一种基于数字孪生的熔铸装药成型工艺参数优化方法，其特征在于，步骤S1中，以装药密度最大化和装药密度差最小化为两个成型质量优化目标，取影响这两个优化目标的五种工艺参数炸药药液浇注温度、弹体预热温度、水浴凝固护理温度、水浴水位上升速度和凝固压力作为优化的设计变量，基于熔铸装药成型工艺数据库抽样所得的样本结果，建立熔铸装药成型工艺参数与成型质量两个优化目标之间的非线性耦合预测模型。4.根据权利要求1所述的一种基于数字孪生的熔铸装药成型工艺参数优化方法，其特征在于，步骤S2包括以下步骤：S21：状态变化检测：将熔铸装药成型过程中的炸药凝固状态变化作为装药质量性能变化的参数变化量，数字孪生数据采集感知技术检测弹体中炸药凝固状态变化是否达到设定的阈值，再决定是否需要对此进行应答；S22：状态变化应答：当检测到弹体中炸药凝固状态发生变化达到阈值时，随机重新初
始化一部分个体，替代当前凝固状态条件下得到的最优解的一部分个体，此时得到的种群将作为初始种群引入新状态...
【专利技术属性】
技术研发人员：李全俊，高丰，杨治林，胥健，伍凌川，史慧芳，雷林，郭进勇，黄求安，李彦君，
申请(专利权)人：中国兵器装备集团自动化研究所有限公司，
类型：发明
国别省市：
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