[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

说明书

本申请涉及姿轨控发动机喉栓运动时序实验设计方法、装置和设备，方法包括：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，建立表征喉栓位置组合状态的遍历性指标；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样本点的遍历性指标联立目标函数构成的实数优化问题，输出最优结果对应的各设计变量；将最优结果对应的各设计变量代入正弦曲线方程，求解输出喉栓运动方案。达到了设计效率较高的效果。

技术领域

本申请涉及固体姿轨控发动机技术领域，特别是涉及一种姿轨控发动机喉栓运动时序实验设计方法、装置和设备。

背景技术

固体姿轨控发动机是动能武器的核心分系统之一，主要用于拦截弹道导弹和攻击卫星等，可列装于空基、海基等对安全性要求较高的武器系统。固体姿轨控发动机工作原理是通过控制伺服控制系统来控制阀门的开闭或喉栓的位移，改变等效喉部面积以控制高温燃气流量，从而实现推力方向和大小的调节。喉栓的运动方案设计是对不同喉栓位置组合条件下固体姿轨控发动机进行性能评估至关重要的一步，其主要任务是通过确定四个喉栓的运动规律，使四个阀门的组合尽可能覆盖所有工况，得到更具代表性和普适性的试验结果。

针对喉栓运动方案目前还没有系统化的设计方法，通常是采用经验设计方法，即基于已有设计案例，对喉栓运动方案进行手动设置和调整，以满足推力需求。然而，在实现本发明过程中，发明人发现前述传统的喉栓运动方案设计方法，存在着喉栓运动方案设计效率较低的技术问题。

发明内容

基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种喉栓运动方案设计效率较高的姿轨控发动机喉栓运动时序实验设计方法、一种姿轨控发动机喉栓运动时序实验设计装置以及一种计算机设备。

为了实现上述目的，本发明实施例采用以下技术方案：

一方面，本发明实施例提供一种姿轨控发动机喉栓运动时序实验设计方法，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，建立表征喉栓位置组合状态的遍历性指标；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样本点的遍历性指标联立目标函数构成的实数优化问题，输出最优结果对应的各设计变量；

将最优结果对应的各设计变量代入正弦曲线方程，求解输出喉栓运动方案。

在其中一个实施例中，根据喉栓运动过程中喉栓位置组合状态，建立表征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样本进行离散处理，得到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；

以各不同时刻位移以及燃烧室压强矩阵作为样本点建立遍历性指标。

在其中一个实施例中，遍历性指标为：