[发明专利]一种适用大过载与反飞工况的飞机油量传感器布局方法

权利要求书

1.一种适用大过载与反飞工况的飞机油量传感器布局方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1）划分油箱底部与顶部的可布置区域，生成底部和顶部离散点；

步骤2）对油箱底部与顶部的离散点进行笛卡尔乘积，建立不同方向的传感器安装线；

步骤3）对传感器安装线进行预过滤处理；

步骤4）对油面姿态角进行离散与组合；

步骤5）使用不同姿态角的油平面对安装线进行不可测量油量约束得到传感器安装线集合组；

步骤6）对不可测量油量约束的结果集合组进行划分合并，包括：

步骤6.1）判断不可测量油量约束的结果集合组U中的各个集合是否存在公共交集，如果存在，划分合并结束，否则根据步骤6.2）至步骤6.5）寻找划分合并至两组集合的方式；

步骤6.2）判断集合组U中各个集合的相交关系，建立包含两两相交关系的相交关系矩阵，矩阵中第i行的元素保存集合组U中与第i个集合有交集的集合的编号；

步骤6.3）按照相交关系矩阵每行的元素个数进行排序，找出元素个数最小的一行，序号为j；

步骤6.4）利用回溯算法，从第j行中选择r个集合，其中，r=1,2,3,…,min，min是第j行的元素个数，判断r个集合与第j个集合构成的集合组Ur是否有公共交集，如果没有公共交集，作为回溯算法的剪枝条件返回，选择其他路径下的集合组Ur，如果有公共交集，进行步骤6.5）；

步骤6.5）用集合组U减去集合组Ur，得到差集集合组Us，判断Us集合组是否有公共交集，如果有公共交集，则(Ur,Us)两个集合组作为一种两根传感器下的划分方式进行保存，如果没有公共交集，则返回步骤6.4）选择其他路径进行判断，直到所有路径下的划分方式判断完毕；

步骤6.6）把集合组U划分为3个或3个以上集合组，该过程是步骤6.2）至步骤6.5）的类似过程，区别在于步骤6.5）中不直接判断差集集合组Us是否有公共交集，而是对Us执行步骤6.2）至步骤6.5）的过程，将Us划分为两个集合组，如果划分成功，则与Ur构成三个集合组，对差集Us执行划分为3个集合组的方法，将集合组U划分为3个以上集合组，不断重复此过程，直到将集合组U划分成功并找到该传感器数量下的所有划分方式；

所述步骤6.3）至步骤6.6）的过程中，能够使用步骤6.2）生成的相交关系矩阵，加速合并过程中的交集判断；

步骤7）根据连续性约束和姿态误差约束从划分合并后的集合组中选择最优的传感器布局方案，具体如下：

7.1）获取步骤6）中划分合并后产生的不同数量传感器下集合组U的划分方式；

7.2）遍历每一种划分方式，对该方式下，每个集合组求公共交集，得到n根传感器数量下的n个集合；

7.3）对于7.2）产生的n个集合，从每个集合中心获取一根传感器，形成一组传感器；

7.4）检验传感器的连续性，如果满足连续性约束，则进行步骤7.5），如果不满足连续性约束，则检查是否此数量下所有划分方式都不满足连续性要求，如果否，返回步骤7.2），对其他划分方式进行判断，如果是，返回步骤7.1），进行下一个传感器数量下划分方式的判断；

步骤7.4.1）获取飞机工况在最大左滚转、最大右滚转、最大抬头和最大低头状态时的油面姿态；

步骤7.4.2）获取要判断连续性的若干根传感器的底点、顶点；

步骤7.4.3）对于步骤7.4.1）中的某个姿态，将步骤7.4.2）中获取到的所有点沿该姿态油平面法向方向由近到远排序，删除最近点和最远点，得到剩余的点集合；

步骤7.4.4）油平面依次过剩余点集合中的每个点，判断与所有传感器的交点数量，如果交点数量小于2则判断该组传感器不连续，算法结束，否则进行步骤7.4.5）；

步骤7.4.5）判断是否对四个姿态下都进行了连续性判断，如果是，则判断该组传感器连续，算法结束，否则切换到下一个姿态，返回步骤7.4.3）；

7.5）计算该组传感器的最大姿态误差，并作为一个传感器布局方案保存到布局结果集；

7.6）检查是否遍历完当前传感器数量下所有划分方式，如果否，返回步骤7.2），如果是，将布局结果集中所有传感器方案按姿态误差由小到大进行排序，选择最小姿态误差的一组传感器作为最优传感器布局方案。