【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及固体发动机，尤其涉及一种固体轨控发动机阀门开度优化分配方法及装置。
技术介绍
1、固体轨控发动机是航天动力工程中的动力装备，广泛应用于航天领域。对于固体轨控发动机而言，推力的调控过程很大程度上取决于阀门开度。当多个阀门协同工作时，每个阀门对应的开度有多种组合形式可以使推力矢量达到目标值，每个阀门的开度难以确定，无效的阀门开度会导致固体轨控发动机振动，从而降低飞行器调控精度。
技术实现思路
1、本专利技术提供一种固体轨控发动机阀门开度优化分配方法及装置，能够分配有效的阀门开度，进而提高飞行器调控精度。
2、为达到上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
3、第一方面，本专利技术提供了一种固体轨控发动机阀门开度优化分配方法，应用于固体轨控发动机，所述固体轨控发动机包括4个阀门，所述方法包括：
4、获取固体轨控发动机的结构参数和样本推力，以及从预设位移范围内获取所述4个阀门对应的w轮4个喉栓位移，所述结构参数包括所述4个阀门的喉栓直径、喉栓头部长度、喷管喉径和收敛段圆弧半径；
5、在满足约束条件的情况下，根据所述结构参数判断所述w轮4个喉栓位移是否满足收敛准则，其中，所述约束条件为基于所述w轮4个喉栓位移以及所述样本推力确定的4个阀门对应的等效喉部面积变化量之和为零，所述收敛准则为基于w轮4个喉栓位移确定的4个阀门对应的推力变化量的平方和小于预设阈值；
6、如果满足收敛准则，则根据所述w轮4个喉栓位移，对4个阀门开度
7、在一些可能的实现方式中，任意一轮4个喉栓位移满足收敛准则通过以下公式表征：
8、
9、其中，为4个阀门对应的推力变化量的平方和，为第j个阀门的喉栓位移，为第j个阀门的喉栓直径，为第j个阀门的喉栓头部长度，为第j个阀门的喷管喉径，为第j个阀门的收敛段圆弧半径，fdsum为单个阀门对应的最大推力，为预设函数，v为预设阈值。
10、在一些可能的实现方式中，所述约束条件通过以下公式表征：
11、
12、其中，δat(j)为第j个阀门对应的等效喉部面积变化量，为所述样本推力的y方向分力，δf(3)为第3个阀门提供的推力变化量，δf(1)为第1个阀门提供的推力变化量，为所述样本推力的z方向分力，δf(4)为第4个阀门提供的推力变化量，δf(2)为第2个阀门提供的推力变化量。
13、在一些可能的实现方式中，所述样本推力通过推力样本域确定，所述推力样本域基于所述固体轨控发动机的4个阀门对应的最大推力确定。
14、在一些可能的实现方式中，第一阀门对应的推力与第三阀门对应的推力位于y方向，第二阀门对应的推力与第四阀门对应的推力位于z方向，所述z方向与所述y方向垂直。
15、在一些可能的实现方式中，所述方法还包括：
16、建立所述样本推力与所述4个阀门开度的映射关系。
17、第二方面，本专利技术提供了一种阀门开度分配装置，应用于固体轨控发动机，所述固体轨控发动机包括4个阀门，所述装置包括：
18、获取模块，用于获取固体轨控发动机的结构参数和样本推力，以及从预设位移范围内获取所述4个阀门对应的w轮4个喉栓位移，所述结构参数包括所述4个阀门的喉栓直径、喉栓头部长度、喷管喉径和收敛段圆弧半径；
19、优化模块，用于在满足约束条件的情况下，根据所述结构参数判断所述w轮4个喉栓位移是否满足收敛准则，其中，所述约束条件为基于所述w轮4个喉栓位移以及所述样本推力确定的4个阀门对应的等效喉部面积变化量之和为零，所述收敛准则为基于w轮4个喉栓位移确定的4个阀门对应的推力变化量的平方和小于预设阈值；
20、分配模块，用于如果满足收敛准则，则根据所述w轮4个喉栓位移，对4个阀门开度进行分配。
21、在一些可能的实现方式中，任意一轮4个喉栓位移满足收敛准则通过以下公式表征：
22、
23、其中，为4个阀门对应的推力变化量的平方和，为第j个阀门的喉栓位移，为第j个阀门的喉栓直径，为第j个阀门的喉栓头部长度，为第j个阀门的喷管喉径，为第j个阀门的收敛段圆弧半径，fdsum为单个阀门对应的最大推力，为预设函数，v为预设阈值。
24、在一些可能的实现方式中，所述约束条件通过以下公式表征：
25、
26、其中，δat(j)为第j个阀门对应的等效喉部面积变化量，为所述样本推力的y方向分力，δf(3)为第3个阀门提供的推力变化量，δf(1)为第1个阀门提供的推力变化量，为所述样本推力的z方向分力，δf(4)为第4个阀门提供的推力变化量，δf(2)为第2个阀门提供的推力变化量。
27、在一些可能的实现方式中，所述样本推力通过推力样本域确定，所述推力样本域基于所述固体轨控发动机的4个阀门对应的最大推力确定。
28、在一些可能的实现方式中，第一阀门对应的推力与第三阀门对应的推力位于y方向，第二阀门对应的推力与第四阀门对应的推力位于z方向，所述z方向与所述y方向垂直。
29、在一些可能的实现方式中，所述装置还包括建立模块；所述建立模块，用于建立所述样本推力与所述4个阀门开度的映射关系。
30、第三方面，本专利技术提供了一种计算设备，包括存储器和处理器；
31、其中，在所述存储器中存储有一个或多个计算机程序，所述一个或多个计算机程序包括指令；当所述指令被所述处理器执行时，使得所述计算设备执行如第一方面中任一项所述的方法。
32、第四方面，本专利技术提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质用于存储计算机程序，所述计算机程序用于执行如第一方面中任一项所述的方法。
33、由上述技术方案可知，本专利技术至少具有如下有益效果：
34、本专利技术提供了一种阀门开度分配方法，该方法可以应用于固体轨控发动机，该固体轨控发动机包括4个阀门，该方法包括：获取固体轨控发动机的结构参数和样本推力，以及从预设位移范围内获取4个阀门对应的w轮4个喉栓位移，该结构参数包括4个阀门的喉栓直径、喉栓头部长度、喷管喉径和收敛段圆弧半径；在满足约束条件的情况下，根据结构参数判断w轮4个喉栓位移是否满足收敛准则，其中，约束条件为基于w轮4个喉栓位移以及样本推力确定的4个阀门对应的等效喉部面积变化量之和为零，收敛准则为基于w轮4个喉栓位移确定的4个阀门对应的推力变化量的平方和小于预设阈值；如果满足收敛准则，则根据w轮4个喉栓位移，对4个阀门开度进行分配。该方法能够分配有效的阀门开度，进而提高飞行器调控精度。
35、应当理解的是，本专利技术中对技术特征、技术方案、有益效果或类似语言的描述并不是暗示在任意的单个实施例中可以实现所有的特点和优点。相反，可以理解的是对于特征或有益效果的描述意味着在至少一个实施例中包括特定的技术特征、技术方案或有益效果。因此，本说明书中对于技术特征、技术方案或有益效果的描述并不一定是指相同本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种固体轨控发动机阀门开度优化分配方法，其特征在于，应用于固体轨控发动机，所述固体轨控发动机包括4个阀门，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，任意一轮4个喉栓位移满足收敛准则通过以下公式表征：
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述约束条件通过以下公式表征：
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述样本推力通过推力样本域确定，所述推力样本域基于所述固体轨控发动机的4个阀门对应的最大推力确定。
5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，第一阀门对应的推力与第三阀门对应的推力位于y方向，第二阀门对应的推力与第四阀门对应的推力位于z方向，所述z方向与所述y方向垂直。
6.根据权利要求1-5任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
7.一种固体轨控发动机阀门优化开度分配装置，其特征在于，应用于固体轨控发动机，所述固体轨控发动机包括4个阀门，所述装置包括：
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，任意一轮4个喉栓位移满足收敛准则通过以下公式表征：
10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述样本推力通过推力样本域确定，所述推力样本域基于所述固体轨控发动机的4个阀门对应的最大推力确定。
...【技术特征摘要】
1.一种固体轨控发动机阀门开度优化分配方法，其特征在于，应用于固体轨控发动机，所述固体轨控发动机包括4个阀门，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，任意一轮4个喉栓位移满足收敛准则通过以下公式表征：
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述约束条件通过以下公式表征：
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述样本推力通过推力样本域确定，所述推力样本域基于所述固体轨控发动机的4个阀门对应的最大推力确定。
5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，第一阀门对应的推力与第三阀门对应的推力位于y方向，第二阀门对应的推力与第四阀门对应的推...
【专利技术属性】
技术研发人员：张德权，李维润，武泽平，贾军凯，张为华，牛禄，潘元岳，
申请(专利权)人：河北工业大学，
类型：发明
国别省市：
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