【技術實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術涉及一種航天裝備一體化集成試驗設計方法，屬于系統(tǒng)工程。
技術介紹
1、航天裝備“簇”演進模式下的新型系統(tǒng)工程模式，存在大量基線相近的裝備型號和亞型，共用同一套總體方案架構，具有多種不同的局部設計狀態(tài)。傳統(tǒng)航天系統(tǒng)工程項目，需要對每一種基線進行完備的總體集成試驗驗證。在這種狀態(tài)下，為了科學合理的設計總體集成試驗，盡可能充分利用裝備“簇”的現(xiàn)有總體試驗數(shù)據(jù)和分系統(tǒng)樣機的單機試驗數(shù)據(jù)，需要建立一種航天裝備一體化集成試驗設計方法，通過數(shù)學變換的方式組合利用現(xiàn)有試驗數(shù)據(jù)，降低獲得完備總體試驗結果對試驗樣本的要求，簡化試驗設計降低試驗成本。
技術實現(xiàn)思路
1、本專利技術解決的技術問題是：克服現(xiàn)有技術的不足，提出了一種航天裝備一體化集成試驗設計方法，將不同系統(tǒng)子集、不同試驗模式和科目的試驗空間歸一化，再將試驗空間的分解、優(yōu)化、獲取、聚合，實現(xiàn)對試驗科目和試驗內容綜合一體化設計，減少冗余試驗，方便開展并行試驗，也方便不同分系統(tǒng)試驗數(shù)據(jù)的綜合利用。
2、本專利技術的技術解決方案是：
3、一種航天裝備一體化集成試驗設計方法，包括：
4、s1：將給定的航天裝備系統(tǒng)進行子系統(tǒng)分解，將各子系統(tǒng)在各時刻的狀態(tài)表示為希爾伯特空間的態(tài)矢量，組合各子系統(tǒng)的態(tài)矢量形成航天裝備系統(tǒng)初始試驗狀態(tài)的態(tài)矢量；
5、s2：基于航天裝備系統(tǒng)初始試驗狀態(tài)的態(tài)矢量，建立航天裝備系統(tǒng)進行各試驗子樣的狀態(tài)演化方程；根據(jù)得到的各子系統(tǒng)態(tài)矢量及各子系統(tǒng)間的關聯(lián)關系，將各試驗子樣的狀態(tài)
6、s3：對各子系統(tǒng)的態(tài)矢量進行分類，均分解為若干個正交的態(tài)矢量組，再重組得到航天裝備系統(tǒng)初始試驗狀態(tài)的態(tài)矢量組；根據(jù)所述態(tài)矢量組，對各試驗子樣的矩陣方程進行轉換，并對轉換后的矩陣方程進行對角化優(yōu)化；
7、s4：對于每一試驗子樣，根據(jù)對角化優(yōu)化后的矩陣方程分別開展試驗，獲得各自試驗空間，將所有試驗空間組合后得到全系統(tǒng)試驗空間。
8、進一步地，將各子系統(tǒng)在各時刻的狀態(tài)表示為希爾伯特空間的態(tài)矢量，子系統(tǒng)在時刻的態(tài)矢量使用狄拉克符號表示為，態(tài)矢量包括技術狀態(tài)類參量與任務狀態(tài)類參量；技術狀態(tài)類參量包括但不限于子系統(tǒng)的長、寬、高、重量、材質屬性，任務狀態(tài)參量包括但不限于子系統(tǒng)的位置、速度、姿態(tài)、溫度。
9、進一步地，基于航天裝備系統(tǒng)初始試驗狀態(tài)的態(tài)矢量，建立航天裝備進行各試驗子樣的狀態(tài)演化方程：
10、
11、式中，為航天裝備系統(tǒng)在初始試驗時刻的態(tài)矢量，在進行第個試驗過程中，航天裝備系統(tǒng)在時刻演化為態(tài)矢量，為狀態(tài)演化函數(shù)。
12、進一步地，將各試驗子樣的狀態(tài)演化方程表示為由關聯(lián)關系函數(shù)和各子系統(tǒng)態(tài)矢量組成的矩陣方程，矩陣方程為：
13、
14、式中，( i=1,2… n; j=1,2… n)為子系統(tǒng)在演化過程中對子系統(tǒng)造成的影響，即關聯(lián)關系函數(shù)； n為子系統(tǒng)的數(shù)量。
15、進一步地，對于，當 i=j時，代表子系統(tǒng) si自身的狀態(tài)演化過程，只考慮 si自身的狀態(tài)參量，如果需要通過實物或仿真試驗獲取( i= j= a)，需要針對子系統(tǒng) sa開展獨立的試驗過程，即試驗對象只包含該子系統(tǒng)，需要讓該子系統(tǒng)的樣機或仿真模型在特定的工況下運行，并紀錄其試驗數(shù)據(jù)，試驗數(shù)據(jù)構成該過程的試驗空間，包含該過程中 sa狀態(tài)參量的時間序列集合；根據(jù) t的取值從試驗空間中取得對應的 sa狀態(tài)參量值。
16、進一步地，對于，當 i≠ j時，代表子系統(tǒng) sj的狀態(tài)參量對子系統(tǒng) si的狀態(tài)參量的影響值；
17、第一種獲取方法是，把 si和 sj的模型或樣機集成為一個小回路子系統(tǒng)，并在設定的工況下運行，紀錄其試驗數(shù)據(jù)，構成該過程的試驗空間，包含該過程中 si和 sj狀態(tài)參量的時間序列集合；根據(jù) t的取值從試驗空間中取得對應的 si狀態(tài)參量被影響的值；
18、第二種獲取方法是，把 sj的狀態(tài)參量作為 si的模型或樣機的試驗環(huán)境，針對 si開展單獨的試驗并記錄其試驗數(shù)據(jù)，試驗數(shù)據(jù)是包含作為環(huán)境的 sj狀態(tài)參量值和作為結果的 si狀態(tài)參量被影響值的時間序列，構成該過程的試驗空間；根據(jù) t的取值和 sj狀態(tài)參量取值，從試驗空間中取得對應的 si狀態(tài)參量被影響的值。
19、進一步地，對各子系統(tǒng)的態(tài)矢量進行分類重組，分類重組方法為：
20、將各子系統(tǒng)的態(tài)矢量中的參數(shù)按照學科或系統(tǒng)集成關系進行分類，按照分類將各子系統(tǒng)的態(tài)矢量分解為多個正交的態(tài)矢量組，即， u為學科或系統(tǒng)集成關系的組數(shù)；
21、將各子系統(tǒng)的態(tài)矢量組中同一學科或同一組集成關系合并同類項，完成重組操作。
22、進一步地，根據(jù)重組后的態(tài)矢量組，對各試驗子樣的矩陣方程進行轉換，轉換后的矩陣方程為：
23、
24、式中，為對所有子系統(tǒng)初始試驗狀態(tài)的態(tài)矢量組進行重組后，得到的航天裝備系統(tǒng)初始試驗狀態(tài)的態(tài)矢量組；關聯(lián)函數(shù)矩陣中表示態(tài)矢量對態(tài)矢量的關聯(lián)關系函數(shù)；
25、對轉換后的矩陣方程進行對角化優(yōu)化，即若態(tài)矢量對態(tài)矢量的影響忽略不記，則將關聯(lián)關系函數(shù)設置為0，得到稀疏的關聯(lián)函數(shù)矩陣。
26、進一步地，根據(jù)對角化優(yōu)化后的矩陣方程分別開展試驗，獲得各自試驗空間，具體為：
27、根據(jù)對角化優(yōu)化后的矩陣方程，對于僅有對角元的態(tài)矢量，使用開展針對的仿真或者試驗，獲得，得到該態(tài)矢量的試驗空間；
28、對于存在非對角元的態(tài)矢量，進行分塊合并計算，使用開展針對的聯(lián)合試驗或聯(lián)合仿真，獲得，得到兩個態(tài)矢量的試驗空間。
29、進一步地，將所有試驗空間組合后得到全系統(tǒng)試本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種航天裝備一體化集成試驗設計方法，其特征在于，包括：
2.根據(jù)權利要求1所述的一種航天裝備一體化集成試驗設計方法，其特征在于，將各子系統(tǒng)在各時刻的狀態(tài)表示為希爾伯特空間的態(tài)矢量，子系統(tǒng)在時刻的態(tài)矢量使用狄拉克符號表示為，態(tài)矢量包括技術狀態(tài)類參量與任務狀態(tài)類參量；技術狀態(tài)類參量包括但不限于子系統(tǒng)的長、寬、高、重量、材質屬性，任務狀態(tài)參量包括但不限于子系統(tǒng)的位置、速度、姿態(tài)、溫度。
3.根據(jù)權利要求1所述的一種航天裝備一體化集成試驗設計方法，其特征在于，基于航天裝備系統(tǒng)初始試驗狀態(tài)的態(tài)矢量，建立航天裝備進行各試驗子樣的狀態(tài)演化方程：
4.根據(jù)權利要求3所述的一種航天裝備一體化集成試驗設計方法，其特征在于，將各試驗子樣的狀態(tài)演化方程表示為由關聯(lián)關系函數(shù)和各子系統(tǒng)態(tài)矢量組成的矩陣方程，矩陣方程為：
5.根據(jù)權利要求4所述的一種航天裝備一體化集成試驗設計方法，其特征在于，對于，當i=j時，代表子系統(tǒng)Si自身的狀態(tài)演化過程，只考慮Si自身的狀態(tài)參量，如果需要通過實物或仿真試驗獲取(i=j=a)，需要針對子系統(tǒng)Sa開展獨立的試驗過程，即試驗
6.根據(jù)權利要求4所述的一種航天裝備一體化集成試驗設計方法，其特征在于，對于，當i≠j時，代表子系統(tǒng)Sj的狀態(tài)參量對子系統(tǒng)Si的狀態(tài)參量的影響值；
7.根據(jù)權利要求2所述的一種航天裝備一體化集成試驗設計方法，其特征在于，對各子系統(tǒng)的態(tài)矢量進行分類重組，分類重組方法為：
8.根據(jù)權利要求7所述的一種航天裝備一體化集成試驗設計方法，其特征在于，根據(jù)重組后的態(tài)矢量組，對各試驗子樣的矩陣方程進行轉換，轉換后的矩陣方程為：
9.根據(jù)權利要求8所述的一種航天裝備一體化集成試驗設計方法，其特征在于，根據(jù)對角化優(yōu)化后的矩陣方程分別開展試驗，獲得各自試驗空間，具體為：
10.根據(jù)權利要求9所述的一種航天裝備一體化集成試驗設計方法，其特征在于，將所有試驗空間組合后得到全系統(tǒng)試驗空間，具體為：
...【技術特征摘要】
1.一種航天裝備一體化集成試驗設計方法，其特征在于，包括：
2.根據(jù)權利要求1所述的一種航天裝備一體化集成試驗設計方法，其特征在于，將各子系統(tǒng)在各時刻的狀態(tài)表示為希爾伯特空間的態(tài)矢量，子系統(tǒng)在時刻的態(tài)矢量使用狄拉克符號表示為，態(tài)矢量包括技術狀態(tài)類參量與任務狀態(tài)類參量；技術狀態(tài)類參量包括但不限于子系統(tǒng)的長、寬、高、重量、材質屬性，任務狀態(tài)參量包括但不限于子系統(tǒng)的位置、速度、姿態(tài)、溫度。
3.根據(jù)權利要求1所述的一種航天裝備一體化集成試驗設計方法，其特征在于，基于航天裝備系統(tǒng)初始試驗狀態(tài)的態(tài)矢量，建立航天裝備進行各試驗子樣的狀態(tài)演化方程：
4.根據(jù)權利要求3所述的一種航天裝備一體化集成試驗設計方法，其特征在于，將各試驗子樣的狀態(tài)演化方程表示為由關聯(lián)關系函數(shù)和各子系統(tǒng)態(tài)矢量組成的矩陣方程，矩陣方程為：
5.根據(jù)權利要求4所述的一種航天裝備一體化集成試驗設計方法，其特征在于，對于，當i=j時，代表子系統(tǒng)si自身的狀態(tài)演化過程，只考慮si自身的狀態(tài)參量，如果需要通過實物或仿真試驗獲取(i=j=a)，需要針對子系統(tǒng)sa開展...
【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：趙民，王曉路，李杰奇，賈長偉，王立偉，張冶，劉聞，張恒，汪宏昇，王長慶，張升升，王國慶，苑少乾，
申請(專利權)人：中國運載火箭技術研究院，
類型：發(fā)明
國別省市：
還沒有人留言評論。發(fā)表了對其他瀏覽者有用的留言會獲得科技券。