一种液体质量/体积特性数据库的自适应步长建库方法和系统技术方案

本发明专利技术公开一种液体质量/体积特性数据库的自适应步长建库方法和系统，方法包括：针对特定姿态角下的特定容器，获得对所述特定容器进行最初两次平面切割的高度步长；根据所述最初两次平面切割的高度步长，以及高度步长的自适应调整算法，依次计算后续每一次平面切割的高度步长；根据对所述特定姿态角下的特定容器的每一次平面切割的高度步长，获得每一次平面切割所使用的切割高度，并计算每一次平面切割所对应的液体质量/体积，最后依此构建所述特定容器在特定姿态角下的液体质量/体积特性数据库。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及液体质量测量
，尤其涉及一种液体质量/体积特性数据库的 自适应步长建库方法和系统。
技术介绍
燃油量是大多数载人飞行器中占比最大的可变重量，一般载人飞行器的燃油量占 整机重量的30 %~60 %。对飞行器各个油箱内燃油量进行精确测量，一方面有助于实现对 各油箱内燃油量进行管理，间接实现对飞行器重心位置的控制，确保飞行器重心保持在安 全范围内。保持飞行器重心稳定对飞行性能有极大影响，重心若不稳定，则会增加飞行阻 力，油耗增加，削弱经济性；严重情况下，重心失稳会影响操纵稳定性，引发飞行安全问题。 另一方面，对飞行器各个油箱内燃油量进行精确测量是科学管理剩余燃油，确保飞行计划 顺利实施的重要保证，对油箱内燃油量的精确测量可以精确计算飞行器续航时间。 现有的飞行器燃油量测量方法如下：首先根据机翼结构将油箱划分为若干个小油 箱，而各个小油箱内的燃油量之和即为总油量；接下来利用位于各个小油箱内的线性电容 式液位传感器（简称电容传感器）分别测量各个小油箱内的燃油油面高度值，然后利用测 量所得燃油油面高度值在预先建立的相应燃油质量特性数据库中进行查表插值计算，得到 最终的油量测量结果。 根据现有的飞行器燃油量测量方法可知，电容传感器输出的燃油油面高度以及燃 油质量特性数据库是影响最终油量测量是否准确的两个重要因素。其中，燃油油面高度由 电容传感器直接测量输出，燃油质量特性数据库采用现有的定步长切片法建立，通过在燃 油质量特性数据库中查找对应油面高度值确定实际油量。为保证对燃油量的精确测量，除 了要提高电容传感器的测量精度及可靠性，并合理布置油箱内电容传感器布局外，更重要 的是保证所建立燃油质量特性数据库的合理性与准确性。 现有技术中，燃油质量特性数据库采用定步长切片法建立，所述定步长切片法是 指每次截平面移动的高度值是固定的。参见图1所示，每一个截面（如图1中的截面S1、 S2、S3)都代表平面截油箱一次所得到的截面，定步长切片法不考虑截面面积的变化（如不 考虑图1中截面Sl、S2、S3面积的变化），其切割步长保持不变，如图1中的切割步长1与 切割步长2是相同的。当油箱形状规则且不存在姿态角时，定步长切片法可以保证建立的 燃油质量特性数据库中各表项分布合理，从而保证查表插值结果的误差小；但实际油箱形 状多数不规则且姿态角必然存在，定步长切片法中的截面面积变化大，这种情况下并不能 保证所建燃油质量特性数据库中各项分布合理，进而影响查表插值法所得燃油量精度。
技术实现思路
为解决现有存在的技术问题，本专利技术实施例期望提供一种液体质量/体积特性数 据库的自适应步长建库方法和系统。 为实现上述专利技术目的，本专利技术实施例采用以下方式来实现： 本专利技术实施例提供了一种液体质量/体积特性数据库的自适应步长建库方法，所 述方法包括： 针对特定姿态角下的特定容器，获得对所述特定容器进行最初两次平面切割的高 度步长； 根据所述最初两次平面切割的高度步长，以及高度步长的自适应调整算法，依次 计算后续每一次平面切割的高度步长； 根据对所述特定姿态角下的特定容器的每一次平面切割的高度步长，获得每一次 平面切割所使用的切割高度，并计算每一次平面切割所对应的液体质量/体积，最后依此 构建所述特定容器在特定姿态角下的液体质量/体积特性数据库。 上述方案中，所述针对特定姿态角下的特定容器，获得对所述特定容器进行最初 两次平面切割的高度步长，包括： 获得在所述特定姿态角下，所述特定容器内盛放液体为满时的传感器输出高度 H_，以及所述特定容器内盛放液体为空时的传感器输出高度11_，并设置步长参数A1 ; 设定最初两次平面切割的高度步长为：A场=A馬其中， A氏表示第1次平面切割的高度步长，AH2表示第2次平面切割的高度步长，^表示平均 高度步长。 上述方案中，所述根据最初两次平面切割的高度步长，以及高度步长的自适应调 整算法，依次计算后续每一次平面切割的高度步长，包括： 从第i+1次平面切割开始，按以下方式计算每一次平面切割的高度步长： 吗+1=/(/分〃//1(从/瑪，其中，1>1，且1为整数沁11 1+1表示第1+1次平面切割的高度 步长：表示切片i与切片i_l的平均横截面积之比，A1表示切片i的体积， AV1=Vi-ViVi表示第i次平面切割所述特定容器的对应液体体积，Vii表示第i-1次平 面切割所述特定容器的对应液体体积，AVi:表示切片i-1的体积，AVV1;AHi表示第 i次平面切割的高度步长，A印i表示第i-1次平面切割的高度步长；fd)和gG〇是关于 h的分段函数，fd)和g〇〇的取值用来调整AH1+1的大小； 按上述方式依次计算所述后续每一次平面切割的高度步长，直至H1+1的取值大于 或等于凡3：!时，结束所述计算过程，其中，H1+1表示第i+1次切割时切割平面对应的切割高 度，尽+1 =〃im" 'a民表示第j次平面切割的高度步长。 /=! 上述方案中，所述根据对特定姿态角下的特定容器的每一次平面切割的高度步 长，获得每一次平面切割所使用的切割高度，并计算每一次平面切割所对应的液体质量/ 体积，最后依此构建所述特定容器在特定姿态角下的液体质量/体积特性数据库，包括： 针对第n次平面切割，用切割高度为見=夂》的液体平面切割所述特定容 器，利用预设的体积/质量算法计算得到第n次平面切割所述特定容器的对应液体体积/ 质量并存入数据库；所述数据库中保存的是所述特定姿态角下每一个Hn所对应的液体体积 /质量，n为正整数； 所述数据库中还保存11_对应的液体体积/质量、以及H_对应的液体体积/质 量。 上述方案中，所述方法还包括： 若匕的值越接近1，则表示切片i相比切片i_l的横截面积变化越小，通过f〇〇 和gG〇的取值调整来增大ah1+1; 若匕的值越远离1，则表示切片i相比切片i_l的横截面积变化越大，通过fd) 和g(l〇的取值调整来减小AHi+1。 本专利技术实施例还提供了一种液体质量/体积特性数据库的自适应步长建库系统， 所述系统包括： 步长初始化单元，用于针对特定姿态角下的特定容器，获得对所述特定容器进行 最初两次平面切割的高度步长； 步长计算单元，用于根据所述最初两次平面切割的高度步长，以及高度步长的自 适应调整算法，依次计算后续每一次平面切割的高度步长； 数据库构建单元，用于根据对所述特定姿态角下的特定容器的每一次平面切割的 高度步长，获得每一次平面切割所使用的切割高度，并计算每一次平面切割所对应的液体 质量/体积，最后依此构建所述特定容器在特定姿态角下的液体质量/体积特性数据库。 上述方案中，所述步长初始化单元进一步用于： 获得在所述特定姿态角下，所述特定容器内盛放液体为满时的传感器输出高度 H_，以及所述特定容器内盛放液体为空时的传感器输出高度11_，并设置步长参数A1 ; 设定最初两次平面切割的高度步长为其中， A氏表示第1次平面切割的高度步长，AH2表示第2次平面切割的高度步长，AH表示平均 高度步长。 上述方案中，所述步长计算单元进一步用于： 从第i+1次平面切割开始，按以下方式计算每一次平面切割的高度步长：，其中，i>l，且i为整数；AH1+1表示第i+1次平面切割的高本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种液体质量/体积特性数据库的自适应步长建库方法，其特征在于，所述方法包括：针对特定姿态角下的特定容器，获得对所述特定容器进行最初两次平面切割的高度步长；根据所述最初两次平面切割的高度步长，以及高度步长的自适应调整算法，依次计算后续每一次平面切割的高度步长；根据对所述特定姿态角下的特定容器的每一次平面切割的高度步长，获得每一次平面切割所使用的切割高度，并计算每一次平面切割所对应的液体质量/体积，最后依此构建所述特定容器在特定姿态角下的液体质量/体积特性数据库。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：袁梅，何一强，牛奔，董韶鹏，张建兰，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，中国航空工业集团公司金城南京机电液压工程研究中心，
类型：发明
国别省市：北京;11