[发明专利]姿轨控发动机喉栓运动时序实验设计方法、装置和设备

权利要求书

1.一种姿轨控发动机喉栓运动时序实验设计方法，其特征在于，包括步骤：

根据阀门喉栓运动方式，设定喉栓运动方程为正弦曲线方程并建立四个喉栓在有效行程内往复运动的喉栓运动方程；

根据喉栓运动过程中喉栓位置组合状态，建立表征所述喉栓位置组合状态的遍历性指标；所述遍历性指标的样本点包括有效工作时间内四个喉栓的不同时刻位移以及燃烧室压强矩阵；

根据所述正弦曲线方程中各喉栓的运动频率及相位确定设计变量及目标函数；

采用粒子群算法求解由代入归一化后各所述样本点的所述遍历性指标联立所述目标函数构成的实数优化问题，输出最优结果对应的各所述设计变量；

将所述最优结果对应的各所述设计变量代入所述正弦曲线方程，求解输出喉栓运动方案；

根据喉栓运动过程中喉栓位置组合状态，建立表征所述喉栓位置组合状态的遍历性指标的步骤，包括：

采用零维内弹道模型建立喉栓运动过程中的燃气发生器压强变化曲线；

将有效工作时间内四个阀门的喉栓位移，以及所述燃气发生器压强变化曲线的燃烧室压强分别作为样本的五维度；

按照设定的时间步长对五维度的所述样本进行离散处理，得到所述有效工作时间内四个喉栓的不同时刻位移以及所述燃烧室压强矩阵；

以各所述不同时刻位移以及所述燃烧室压强矩阵作为样本点建立所述遍历性指标；

所述遍历性指标为：

其中，和均表示不同维度中前一时刻样本点与后一时刻样本点间的欧氏距离，表示所有样本点个数，为常数，表示第一个喉栓在第次采样时的位移，表示第一个喉栓在第次时的位移，表示第二个喉栓在第次采样时的位移，表示第二个喉栓在第次时的位移，表示第三个喉栓在第次采样时的位移，表示第三个喉栓在第次时的位移，表示第四个喉栓在第次采样时的位移，表示第四个喉栓在第次时的位移，表示在第次采样时的燃烧室压强，表示第次采样时的燃烧室压强；

所述目标函数为：

其中，表示所述遍历性指标，、、和分别表示四个喉栓正弦运动曲线的运动频率，、、和分别表示四个喉栓运动时的初相位，运动频率的变化范围为[5,10]，相位的变化范围限定为[0, ]。

2.根据权利要求1所述的姿轨控发动机喉栓运动时序实验设计方法，其特征在于，采用粒子群算法求解由代入归一化后各所述样本点的所述遍历性指标联立所述目标函数构成的实数优化问题，输出最优结果对应的各所述设计变量的步骤，包括：

在求解过程中，采用设定收敛判据对求解计算进行收敛判定；所述收敛判据包括：

或

其中，表示最优值与次优值之间的误差，表示设定的可接受误差上限值，表示迭代步数，表示迭代步数最大值；

若满足所述收敛判据中的任一个，则跳出求解循环并输出所述最优结果对应的各所述设计变量。

3.根据权利要求2所述的姿轨控发动机喉栓运动时序实验设计方法，其特征在于，采用粒子群算法求解由代入归一化后各所述样本点的所述遍历性指标联立所述目标函数构成的实数优化问题，输出最优结果对应的各所述设计变量的步骤，还包括：

若不满足所述收敛判据，则返回执行粒子群优化算法下一步迭代，按照粒子群算法位置更新规则，更新设计变量，并根据设计变量计算喉栓运动过程中喉栓位置组合状态及其遍历性指标，评估当前最优值和次优值，直至满足所述收敛判据中的任一个。