[发明专利]获取火箭推进剂晃动参数的方法及计算机可读存储介质

权利要求书

1.一种获取火箭推进剂晃动参数的方法，其特征在于，所述方法包括：

对火箭贮箱中推进剂的液体晃动进行仿真计算，得到晃动力时域数据和晃动力矩时域数据；

对所述晃动力时域数据进行n阶傅里叶变换，得到n阶晃动频率，n为正整数；

对所述晃动力时域数据、所述晃动力矩时域数据及所述n阶晃动频率进行对应晃动方程的建立及曲线拟合匹配，得到所述推进剂的n阶晃动质量的质心位置，其中包括：

将所述推进剂的液体晃动状况等效为n个有阻尼的弹簧振子模型，建立所述弹簧振子模型对应的振动方程，并求解所述振动方程的水平位移通解；

根据所述水平位移通解及所述n阶晃动频率建立第一晃动拟合方程，并采用非线性最小二乘法对所述晃动力时域数据进行曲线拟合得到第一拟合曲线，使得所述第一拟合曲线与所述晃动力时域数据匹配，从而得到n阶晃动阻尼；

根据所述水平位移通解建立第二晃动拟合方程，并采用非线性最小二乘法对所述晃动力时域数据进行曲线拟合得到第二拟合曲线，使得所述第二拟合曲线与所述晃动力时域数据匹配，从而得到n阶晃动质量；

根据所述水平位移通解、所述n阶晃动频率、所述n阶晃动阻尼及所述n阶晃动质量建立第三晃动拟合方程，并采用非线性最小二乘法对所述晃动力矩时域数据进行曲线拟合得到第三拟合曲线，使得所述第三拟合曲线与所述晃动力矩时域数据匹配，从而得到所述n阶晃动质量的质心位置。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述水平位移通解建立第二晃动拟合方程具体包括：

对所述水平位移通解进行二阶求导，得到所述弹簧振子模型的加速度时域方程；

利用牛顿第二定律对所述加速度时域方程建立所述n阶晃动质量与所述晃动力时域数据的第二晃动拟合方程。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述弹簧振子模型对应的振动方程为：

所述水平位移通解为：

其中，m_n为所述n阶晃动质量，K为预设的刚度矩阵，C为预设的阻尼矩阵，x_n为N阶弹簧振子相对于平衡位置的水平位移；ζ_n为所述n阶晃动阻尼，ω_n为所述n阶晃动频率，为在激励作用下所述火箭贮箱中推进剂晃动的初始相位，Δx为在激励作用下所述火箭贮箱中推进剂晃动的初始水平位移，v为预设的初始运动速度。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，

若所述激励为初始速度激励，则Δx＝0；

若所述激励为初始波高激励，则

其中，R为所述火箭贮箱的半径，ξ_mn为预设的贝塞尔系数，β为所述初始波高的高度，h_d为所述推进剂的等效液高。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述等效液高h_d为：

其中，G为所述推进剂的质量，ρ为所述推进剂的密度，R'为所述推进剂当前液面处的半径。

6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述第一晃动拟合方程为：

其中，F_n为拟合所得的晃动力时域数据，A_n为n阶预设系数。

7.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述第二晃动拟合方程为：

其中，F_n为拟合所得的晃动力时域数据，t为晃动时间。

8.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述第三晃动拟合方程为：

其中，M_n为拟合所得的晃动力矩时域数据，h_n为所述n阶晃动质量各自对应的质心位置，n_z为所述推进剂的轴向过载，g为预设的重力比例系数。

9.一种计算机可读存储介质，其特征在于，包括计算机指令，当所述计算机指令在终端上运行时，使得所述终端执行如上权利要求1-8中任一项所述的获取火箭推进剂晃动参数的方法。