固体姿轨控发动机多阀调节推力稳态不确定性分析方法技术

本发明专利技术属于固体姿轨控发动机控制技术领域，具体地公开有一种固体姿轨控发动机多阀调节推力稳态不确定性分析方法，包括如下步骤：获取固体姿轨控发动机燃气阀的不确定性参数信息

【技术实现步骤摘要】
固体姿轨控发动机多阀调节推力稳态不确定性分析方法


[0001]本申请具体公开一种固体姿轨控发动机多阀调节推力稳态不确定性分析方法
。

技术介绍

[0002]燃气式固体姿轨控发动机作为动能拦截器的执行机构，结构简单
、
安全可靠，尤其适用于空基
、
海基等对安全性要求较高的拦截武器系统
。
对于固体姿轨控发动机而言，几何参数等不确定性因素会导致其推力性能可靠性降低，进而影响飞行器姿轨控制精度
。
因此，亟需发展一种高效高精度的固体姿轨控发动机推力性能不确定性分析方法
。
[0003]目前常用的不确定性分析方法有蒙特卡洛模拟法
、
基于代理模型的不确定性分析方法
、
基于数值积分的不确定性分析方法等，现有的不确定性分析方法在固体姿轨控发动机推力性能不确定性分析过程中，无法兼顾推力性能不确定性分析问题的求解精度和效率，亟待改进
。

技术实现思路

[0004]鉴于现有技术中的上述缺陷或不足，本专利技术旨在提供一种能够兼顾效率和精度的固体姿轨控发动机多阀调节推力稳态不确定性分析方法
。
[0005]第一方面，一种固体姿轨控发动机多阀调节推力稳态不确定性分析方法，包括如下步骤：获取固体姿轨控发动机燃气阀的不确定性参数信息，所述不确定性参数至少包括
:
喉栓位移
、
喉栓直径
、
喉栓头部长度
、
喷管喉径和收敛段圆弧半径
;
所述不确定性参数信息至少包括：每个不确定性参数的参数数值和分布信息，所述不确定性参数信息构成设计参数空间；并，根据不确定性参数信息，计算固体姿轨控发动机的推力前四阶统计矩目标值，所述推力前四阶统计矩包括：推力均值
、
推力标准差
、
推力偏度
、
推力峰度；根据改进衍生
λ
‑
PDF
函数的未知参数信息和推力前四阶统计矩目标值，构建优化模型；并，采用二次序列优化算法迭代求解改进衍生
λ
‑
PDF
函数的未知参数信息，得到未知参数信息的最优值
;
根据未知参数信息的最优值，得到更新的改进衍生
λ
‑
PDF
函数；并，根据更新的改进衍生
λ
‑
PDF
函数，计算固体姿轨控发动机多阀调节推力性能指标
。
[0006]根据本专利技术实施例提供的技术方案，所述根据不确定性参数信息，计算固体姿轨控发动机的推力前四阶统计矩目标值，包括如下步骤：将设计参数空间下的不确定性参数信息转换至标准正态空间，得到标准正态分布参数信息；并，根据标准正态分布参数信息，计算固体姿轨控发动机多阀调节的推力四阶原点矩；根据推力的四阶原点矩，计算得到推力四阶中心矩；并，根据推力四阶中心矩，计算得到固体姿轨控发动机多阀调节的推力前四阶统计矩目标值
。
[0007]根据本专利技术实施例提供的技术方案，所述根据标准正态分布参数信息，计算固体
姿轨控发动机多阀调节的推力四阶原点矩，包括如下步骤：根据标准正态分布参数信息，构建固体姿轨控发动机多阀调节的推力函数；式中，表示标准正态空间下的不确定性参数向量，表示标准正态空间下的不确定性参数向量，指代不确定性参数；为固体姿轨控发动机在设计参数空间下的推力响应函数；表示不确定性参数变量由设计参数空间转换到标准正态空间的转换函数，为反函数，；基于固体姿轨控发动机多阀调节的推力函数，构建推力四阶原点矩积分函数；基于固体姿轨控发动机多阀调节的推力函数，构建推力四阶原点矩积分函数；式中，表示矩的阶数；表示数学期望运算符；为的联合
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；为标准正态空间下的不确定性参数向量的取值；基于高斯求积函数，将推力四阶原点矩积分函数转换为推力四阶原点矩求和函数；式中，为五阶容积公式生成的积分点，是相应权重，表示积分点个数，表示求和计算的项数；计算高斯求积函数的积分点
、
相应权重
、
积分点个数，代入推力四阶原点矩求和函数，得到固体姿轨控发动机多阀调节的推力四阶原点矩
。
[0008]根据本专利技术实施例提供的技术方案，所述改进衍生
λ
‑
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函数为：式中，
z
为标准正态空间下的随机变量；代表形参数；表示衍生后变量的标准差；为的导数，为归一化系数，表达式为
式中，为伽马函数；式中，式中，，，，所述改进衍生
λ
‑
PDF
函数的未知参数信息为和和所述优化模型如下：式中，为推力均值的实时值，为推力标准差的实时值，为推力偏度的实时值，为推力峰度的实时值；为推力均值的目标值，为推力标准差的目标值，为推力偏度的目标值，为推力峰度的目标值
。
[0009]根据本专利技术实施例提供的技术方案，所述采用二次序列优化算法迭代求解改进衍生
λ
‑
PDF
函数的未知参数信息，得到未知参数信息的最优值，包括如下步骤：预设和的初始值
;
并
,
根据改进衍生
λ
‑
PDF
函数
,
计算得到固体姿轨控发动机的推力
λ
‑
PDF;
根据固体姿轨控发动机的推力
λ
‑
PDF
，计算固体姿轨控发动机多阀调节的推力四阶原点矩；根据固体姿轨控发动机多阀调节的推力四阶原点矩，计算得到推力四阶中心矩；并，根据推力四阶中心矩，计算得到固体姿轨控发动机多阀调节的推力前四阶统计矩实时值；根据推力前四阶统计矩实时值和推力前四阶统计矩目标值，判断迭代计算是否收敛，若迭代计算收敛，停止优化，以当前和为未知参数信息的最优值；若迭代计算未收敛，更新和和重复执行上述步骤
。
[0010]根据本专利技术实施例提供的技术方案，判断迭代计算是否收敛的步骤为：根据推力前四阶统计矩实时值和推力前四阶统计矩目标值，计算推力前四阶统计矩实时值与对应的推力前四阶统计矩目标值之差的平方和小于预设阈值时，则迭代计算收敛
。
[0011]第二方面，一种处理装置，包括存储器
、
处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如第一方面所述的固体姿轨控发动机多阀调节推力稳态不确定性分析方法步骤
。
[0012]第三方面，一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质有计算机程序，所
述计算机程序被处理器执行时实现如第一方面所述的固体姿轨控发动机多阀调节推力稳态不确定性分析方法步骤
。
[0013]本专利技术公开有一种固体姿轨控发动机多阀调节推力稳态不确定性分析方法，具体地，首先，本方法根据不确定性参数信息，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种固体姿轨控发动机多阀调节推力稳态不确定性分析方法，其特征在于，包括如下步骤：获取固体姿轨控发动机燃气阀的不确定性参数信息，所述不确定性参数至少包括
:
喉栓位移
、
喉栓直径
、
喉栓头部长度
、
喷管喉径和收敛段圆弧半径
;
所述不确定性参数信息至少包括：每个不确定性参数的参数数值和分布信息，所述不确定性参数信息构成设计参数空间；并，根据不确定性参数信息，计算固体姿轨控发动机的推力前四阶统计矩目标值，所述推力前四阶统计矩包括：推力均值
、
推力标准差
、
推力偏度
、
推力峰度；根据改进衍生
λ
‑
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函数的未知参数信息和推力前四阶统计矩目标值，构建优化模型；并，采用二次序列优化算法迭代求解改进衍生
λ
‑
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函数的未知参数信息，得到未知参数信息的最优值
;
根据未知参数信息的最优值，得到更新的改进衍生
λ
‑
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函数；并，根据更新的改进衍生
λ
‑
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函数，计算固体姿轨控发动机多阀调节推力性能指标
。2.
根据权利要求1所述的一种固体姿轨控发动机多阀调节推力稳态不确定性分析方法，其特征在于，所述根据不确定性参数信息，计算固体姿轨控发动机的推力前四阶统计矩目标值，包括如下步骤：将设计参数空间下的不确定性参数信息转换至标准正态空间，得到标准正态分布参数信息；并，根据标准正态分布参数信息，计算固体姿轨控发动机多阀调节的推力四阶原点矩；根据推力的四阶原点矩，计算得到推力四阶中心矩；并，根据推力四阶中心矩，计算得到固体姿轨控发动机多阀调节的推力前四阶统计矩目标值
。3.
根据权利要求2所述的一种固体姿轨控发动机多阀调节推力稳态不确定性分析方法，其特征在于，所述根据标准正态分布参数信息，计算固体姿轨控发动机多阀调节的推力四阶原点矩，包括如下步骤：根据标准正态分布参数信息，构建固体姿轨控发动机多阀调节的推力函数；式中，表示标准正态空间下的不确定性参数向量，表示标准正态空间下的不确定性参数向量，指代不确定性参数；为固体姿轨控发动机在设计参数空间下的推力响应函数；表示不确定性参数变量由设计参数空间转换到标准正态空间的转换函数，为反函数，；基于固体姿轨控发动机多阀调节的推力函数，构建推力四阶原点矩积分函数；基于固体姿轨控发动机多阀调节的推力函数，构建推力四阶原点矩积分函数；式中，表示矩的阶数
,
；表示数学期望运算符；为的联合
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；
为标准正态空间下的不确定性参数向量的取值；基于高斯求积函数，将推力四阶原点矩积分函数转换为推力四阶原点矩求和函数；式中，为五阶容积公式生成的积分点，是相应权重，表示积分点个数，表示求和计算的项数；计...

【专利技术属性】
技术研发人员：张德权，贾军凯，韩旭，武泽平，张为华，高桂云，张训国，
申请(专利权)人：河北工业大学，
类型：发明
国别省市：