[發(fā)明專利]一種基于多源數(shù)據(jù)融合的推進(jìn)劑剩余量測(cè)量方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010301386.5
• 申請(qǐng)日: 2020-04-16
• 公開（公告）號(hào): CN111426364B
• 公開（公告）日: 2022-03-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 尹文娟;宋濤;王猛杰;林震;馬云華;唐飛
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京控制工程研究所
• 主分類號(hào): G01F22/02
• 分類號(hào): G01F22/02;B64G1/40
• 代理公司: 中國(guó)航天科技專利中心 11009
• 代理人: 張歡

1.一種基于多源數(shù)據(jù)融合的推進(jìn)劑剩余量測(cè)量方法，其特征在于，包括如下步驟：

(1)在航天器變軌期間，由每次采樣時(shí)刻的發(fā)動(dòng)機(jī)入口壓力、溫度數(shù)據(jù)，通過BK法計(jì)算得到所有采樣時(shí)刻的推進(jìn)劑消耗量估計(jì)值X₁(k)，k＝1,2,3…,N；N為正整數(shù)；

由每次采樣時(shí)刻的氣瓶和貯箱的壓力、溫度，通過PVT法計(jì)算得到所有采樣時(shí)刻的推進(jìn)劑消耗量估計(jì)值X₂(k)；

(2)計(jì)算得到在采樣時(shí)刻k時(shí)，估計(jì)值X₁(k)對(duì)應(yīng)的自協(xié)方差函數(shù)R₁₁(k)、估計(jì)值X₂(k)對(duì)應(yīng)的自協(xié)方差函數(shù)R₂₂(k)以及X₁(k)和X₂(k)的互協(xié)方差函數(shù)R₁₂(k)、R₂₁(k)；

所述步驟(2)中，自協(xié)方差函數(shù)R₁₁(k)、R₂₂(k)由時(shí)間域估計(jì)值給出：

R₁₁(k-1)、R₂₂(k-1)分別為采樣時(shí)刻k-1時(shí)X₁(k)、X₂(k)對(duì)應(yīng)的自協(xié)方差函數(shù)；

所述步驟(2)中，互協(xié)方差函數(shù)R₁₂(k)、R₂₁(k)的計(jì)算方法如下：

R₁₂(k-1)、R₂₁(k-1)分別為采樣時(shí)刻k-1時(shí)X₁(k)、X₂(k)對(duì)應(yīng)的互協(xié)方差函數(shù)；

(3)通過時(shí)間域估計(jì)法，計(jì)算得到當(dāng)前采樣時(shí)刻k下，BK法、PVT法分別對(duì)應(yīng)的方差估計(jì)值

所述步驟(3)中BK法、PVT法的方差估計(jì)值計(jì)算方法如下：

(4)根據(jù)最小二乘法，由方差估計(jì)值得到BK法和PVT法的加權(quán)系數(shù)ω₁(k)、ω₂(k)；

(5)由當(dāng)前時(shí)刻k的BK法、PVT法估計(jì)值X₁(k)、X₂(k)以及加權(quán)系數(shù)ω₁(k)、ω₂(k)，計(jì)算得到當(dāng)前時(shí)刻的推進(jìn)劑消耗量最優(yōu)估計(jì)值 ；

(6)根據(jù)變軌前的推進(jìn)劑質(zhì)量m_i和當(dāng)前時(shí)刻的消耗量最優(yōu)加權(quán)融合結(jié)果獲得當(dāng)前的推進(jìn)劑剩余量m_e(k)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于多源數(shù)據(jù)融合的推進(jìn)劑剩余量測(cè)量方法，其特征在于：所述步驟(1)中，通過BK法得到所有采樣時(shí)刻的推進(jìn)劑消耗量估計(jì)值X₁(k)的計(jì)算公式為：

式中，T為采樣周期，P_eo(j)、P_ef(j)分別為j時(shí)刻發(fā)動(dòng)機(jī)氧化劑、燃燒劑入口壓力，T_o(j)、T_f(j)分別為j時(shí)刻的發(fā)動(dòng)機(jī)氧化劑、燃燒劑入口溫度，a、b、c、d、e為發(fā)動(dòng)機(jī)的流量小偏差方程的系數(shù)，通過發(fā)動(dòng)機(jī)地面試驗(yàn)獲得。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于多源數(shù)據(jù)融合的推進(jìn)劑剩余量測(cè)量方法，其特征在于：j時(shí)刻的發(fā)動(dòng)機(jī)氧化劑入口壓力P_eo(j)由j時(shí)刻的氧化劑貯箱壓力P_o(j)減去氧化劑管路流阻P_ol獲得：P_eo(j)＝P_o(j)-P_ol；

j時(shí)刻的發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒劑入口壓力P_ef(j)由j時(shí)刻的燃燒劑貯箱壓力P_f(j)減去燃燒劑管路流阻P_fl獲得：P_ef(j)＝P_f(j)-P_fl；

管路流阻P_ol、P_fl由地面試驗(yàn)或者仿真獲得，數(shù)值范圍為0.01MPa～0.05MPa。