[發明專利]基于正則化方式建立衛星溫度場的克里金代理模型的方法

有效

• 申請號: 201910180470.3
• 申請日: 2019-03-11
• 公開（公告）號: CN109858187B
• 公開（公告）日: 2019-12-27
• 發明（設計）人: 姚雯;曹璐;陳小前;常強;周煒恩
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍軍事科學院國防科技創新研究院
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 11534 北京奧文知識產權代理事務所(普通合伙)
• 代理人: 張文;苗麗娟

本發明公開了一種基于正則化方式建立衛星溫度場的克里金代理模型的方法。該方法包括：測量鑒定星內測量點的溫度信息，建立整星溫度場的克里金代理模型，獲取鑒定星未測量點的溫度信息，驗證衛星熱控設計的正確性。本發明的方法，基于正則化方式，利用有限的測量點的溫度信息，建立整星溫度場的克里金代理模型，然后通過已確定的克里金代理模型獲取未測量點的溫度信息，最后根據測量點和未測量點的溫度信息驗證衛星熱控設計的正確性，能夠解決由于衛星的測量點有限，無法對衛星的整星溫度進行測量，以及對衛星熱控設計的正確性進行驗證的問題；并且通過對克里金代理模型中的相關參數和回歸系數進行嵌套優化，能有效地提高模型的精確性。

技術領域

本發明涉及航天器地面熱試驗技術領域，具體涉及一種基于正則化方式建立衛星溫度場的克里金代理模型的方法。

背景技術

航天器的熱平衡試驗是指在空間模擬室的軌道熱環境(真空、冷黑與輻射)條件下，檢驗航天器軌道飛行中平衡狀態下溫度分布的試驗。目前，按照航天器的研制階段，航天器熱平衡試驗劃分為初樣階段(研制)的熱平衡試驗和正樣階段(驗收)的熱平衡試驗。在衛星的初樣研制階段，為驗證衛星設計的正確性、協調性以及衛星的各項技術指標和衛星工作可靠性，通常采用初樣星進行各種地面試驗；初樣星是指在初樣研制階段中用于地面各種試驗的模樣星，包括結構熱控星、電性星和鑒定星。隨著技術的發展，初樣階段鑒定星地面熱平衡試驗的規模越來越大，進行熱平衡試驗所消耗的成本越來越高，試驗時間越來越長。目前，為了盡可能反應衛星整星的熱網絡，在初樣階段的試驗中，主要是試驗衛星在外熱流和內熱源的共同作用下是否能達到熱平衡；由于有效載荷分系統、姿態軌道控制分系統、測控數傳分系統、星載綜合電子設備和電源分系統是衛星的基本組成部分和主要內熱源，現有的試驗方法是通過在有效載荷分系統、姿態軌道控制分系統、測控數傳分系統、星載綜合電子設備和電源分系統中放置傳感器來測量溫度，以獲取溫度信息，但由于傳感器的放置點有限，導致溫度測量點有限，無法對整星的溫度進行測量。

發明內容

為解決上述現有技術中存在的技術問題，本發明提供一種基于正則化方式建立衛星溫度場的克里金代理模型的方法，該方法能夠利用有限的測量點的溫度信息，建立鑒定星整星溫度場代理模型。

為此，本發明公開了一種基于正則化方式建立衛星溫度場的克里金代理模型的方法，該方法包括：

測量鑒定星內測量點的溫度信息：在所述鑒定星的有效載荷分系統、姿態軌道控制分系統、測控數傳分系統、星載綜合電子設備和電源分系統中放置熱流計和溫度傳感器，以獲取所述各個分系統中測量點的溫度信息；

建立整星溫度場的克里金代理模型：將所述測量點的溫度信息作為訓練集，基于正則化方式構建趨勢函數，建立所述整星溫度場的克里金代理模型；

獲取所述鑒定星內未測量點的溫度信息：通過所述克里金代理模型獲取所述鑒定星內所述未測量點的溫度信息；

驗證衛星熱控設計的正確性：結合所述測量點和所述未測量點的溫度信息，觀察衛星熱控系統是否能維持衛星在規定工作溫度范圍內，以驗證所述衛星熱控設計的正確性。

進一步地，在所述基于正則化方式建立衛星溫度場的克里金代理模型的方法中，所述建立整星溫度場的克里金代理模型，包括：

確定克里金代理模型表達式，選擇相應的懲罰函數和正則化參數集；

利用交叉驗證方法選擇所述正則化參數集內的最優正則化參數；

利用所述最優正則化參數求解嵌套優化問題，獲取所述克里金代理模型的模型參數；

將所述模型參數代入所述克里金代理模型表達式，確定最終克里金代理模型。