[發(fā)明專利]一種火箭氣動力系數(shù)天地差異修正方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202211125433.0
• 申請日: 2022-09-16
• 公開（公告）號: CN115204063B
• 公開（公告）日: 2022-11-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 何磊;張?zhí)戽?/a>;錢煒祺;張顯才;周宇;邵元培
• 申請（專利權(quán)）人: 中國空氣動力研究與發(fā)展中心計算空氣動力研究所
• 主分類號: G06F30/27
• 分類號: G06F30/27;G06K9/62;G06N3/12;G01M9/08;G06F111/10;G06F119/14
• 代理公司: 北京中濟(jì)緯天專利代理有限公司 11429
• 代理人: 王丹

1.一種火箭氣動力系數(shù)天地差異修正方法，其特征在于，包括以下步驟：

S10.獲取火箭歷史數(shù)據(jù)氣動力系數(shù)樣本；

火箭歷史數(shù)據(jù)氣動力系數(shù)樣本包括火箭的飛行狀態(tài)集合X=、火箭地面試驗(yàn)氣動力系數(shù)集合和火箭飛行試驗(yàn)氣動力系數(shù)集合；

火箭的飛行狀態(tài)集合X是多維向量，表示氣動力系數(shù)樣本總個數(shù)，向量()表示火箭第個飛行狀態(tài)，元素包括馬赫數(shù)Mach、攻角α和舵偏角δe相關(guān)參數(shù)；

火箭地面試驗(yàn)氣動力系數(shù)集合中的()表示對應(yīng)的地面試驗(yàn)氣動力系數(shù)，直接通過數(shù)值模擬或風(fēng)洞試驗(yàn)數(shù)據(jù)庫獲?。?/p>

火箭飛行試驗(yàn)氣動力系數(shù)集合中的()表示對應(yīng)的飛行試驗(yàn)氣動力系數(shù)，通過對火箭飛行過程中的過載、姿態(tài)角、角速率相關(guān)參數(shù)進(jìn)行氣動參數(shù)辨識計算得到；

S20.計算火箭歷史數(shù)據(jù)氣動力系數(shù)天地差異量；

火箭歷史數(shù)據(jù)的氣動力系數(shù)天地差異集合，，()表示對應(yīng)的氣動力系數(shù)天地差異量；

S30.構(gòu)建火箭氣動力系數(shù)總樣本集和子樣本集；

構(gòu)建火箭氣動力系數(shù)總樣本集{X，Y}，并采用等間隔抽樣方法，將總樣本集分為個子樣本集；

S40.設(shè)置并計算懲罰因子和核函數(shù)半徑；

設(shè)置懲罰因子和核函數(shù)半徑δ的初始值和值區(qū)間，并采用非線性優(yōu)化算法計算懲罰因子和核函數(shù)半徑δ的值，計算過程中，以交叉校驗(yàn)誤差f最小化為優(yōu)化目標(biāo)；

S50.計算模型待定系數(shù)；

計算模型待定系數(shù)b和的值為：

其中，為單位矩陣，，長度為L，表示尺寸為M×M的矩陣，的元素，和分別為火箭的飛行狀態(tài)集合X中的火箭第i個和第j個飛行狀態(tài)；

S60.計算火箭待預(yù)測氣動力系數(shù)的修正值；

對火箭待預(yù)測的地面試驗(yàn)氣動力系數(shù)進(jìn)行天地差異修正，修正后的火箭氣動力系數(shù)，其中，（）為的第i個分量，為火箭待預(yù)測的地面試驗(yàn)氣動力系數(shù)對應(yīng)的飛行狀態(tài)向量，為火箭的飛行狀態(tài)集合X中的火箭第i個飛行狀態(tài)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的火箭氣動力系數(shù)天地差異修正方法，其特征在于，步驟S10所述氣動力系數(shù)為法向力系數(shù)、軸向力系數(shù)h或者俯仰力矩系數(shù)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的火箭氣動力系數(shù)天地差異修正方法，其特征在于，步驟S40所述非線性優(yōu)化算法為遺傳算法或蟻群算法。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的火箭氣動力系數(shù)天地差異修正方法，其特征在于，步驟S40所述交叉校驗(yàn)誤差按照以下步驟計算：

S41.選擇訓(xùn)練樣本集和測試樣本集；

針對步驟S30中的個子樣本集，選擇第1個子樣本集作為測試樣本集，記為{，}，，；其余的-1個子樣本進(jìn)行集合并作為訓(xùn)練樣本集，記為{，}，，，其中L為訓(xùn)練樣本集的樣本個數(shù)；()表示測試樣本集中火箭第個飛行狀態(tài)，表示測試樣本集中飛行狀態(tài)對應(yīng)的火箭氣動系數(shù)天地差異量，()表示訓(xùn)練樣本集中火箭第個飛行狀態(tài)，表示訓(xùn)練樣本集中的飛行狀態(tài)對應(yīng)的火箭氣動系數(shù)天地差異量；

S42.確定參數(shù)和δ當(dāng)前值；

若首次進(jìn)入優(yōu)化過程，將參數(shù)和δ設(shè)置為初始值，否則，參數(shù)和δ設(shè)置為當(dāng)前最優(yōu)值；

S43.計算模型系數(shù)和；

其中，為單位矩陣，，長度為L，表示尺寸為L×L的矩陣，的元素，和分別為訓(xùn)練樣本集中第i個和第j個飛行狀態(tài)向量；

S44.計算測試樣本集的測試誤差；

其中，（）為測試樣本集在步驟S30中的個子樣本集中的序號，（）為的第i個分量；

S45.回到步驟S41，依次設(shè)置步驟S30中第2個至第個子樣本集作為測試樣本集，其余的子樣本集共同作為訓(xùn)練樣本集，并重復(fù)步驟S41至S44，直至計算得到個子樣本集的測試誤差；

S46.計算交叉驗(yàn)證誤差；

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