【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及航空发动机空中飞行环境模拟，公开了一种飞行轨迹连续模拟综合数字仿真系统及方法。
技术介绍
1、航空发动机的过渡态特性和多任务剖面飞行轨迹工作特性，势必将成为当前航空发动机研制及其空中模拟试验研究的重点关切和难点。如果能实现对航空发动机多任务剖面飞行环境的连续模拟和试验研究，则可以提前在地面上反映发动机空中工作特性尤其是作战能力和效能。发动机在空中复杂任务剖面运行过程中，其部件性能、工作稳定性、共同工作特性、燃烧特性及结构间隙等都将随飞行环境条件的改变而变化，空中工作环境的连续变化对发动机性能和特性会产生显著影响，连续复杂的飞行任务剖面只能在连续变化的飞行环境条件下进行模拟试验考核和验证。
2、飞行环境模拟系统是试验台模拟航空发动机飞行高度和马赫数的关键试验设备，系统调节性能的优劣直接决定了发动机试验台模拟试验的置信度，相关控制技术是试验台试验中极具特色和代表性的一项关键技术。随着发动机研制进程的加剧，对多任务剖面飞行轨迹连续模拟提出了明确的任务需求。为了在全飞行包线范围内摸索发动机运行状态和工作边界，环境模拟系统需要在一定时间跨度、特定来流条件下按照特定的飞行轨迹进行高度和马赫数的连续动态调节，为被试发动机提供空中工作状态相匹配的进排气环境条件，更加真实有效地模拟发动机空中连续运行状态。
3、相比于特定工况试验点下的空中模拟试验，在试验台进行空中多任务剖面飞行轨迹连续模拟试验时，飞行环境模拟系统各投运设备间的匹配要求更为苛刻、各子系统间的耦合关联程度更为复杂、多系统间安全运行要求更高、系统多
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种飞行轨迹连续模拟综合数字仿真系统及方法，能够确保任务能够由当前试验台能力条件下安全试车完成飞行轨迹模拟仿真。
2、为了实现上述技术效果，本专利技术采用的技术方案是：
3、一种飞行轨迹连续模拟综合数字仿真方法，包括
4、获取发动机飞行轨迹任务，并对所述飞行轨迹任务进行分解，生成飞行任务剖面；
5、获取任务剖面网格点中的目标任务参数，每个所述网格点的所述目标任务参数包括目标气体压力、目标气体温度以及目标质量流量；
6、根据试验台设计参数，构建试验台任务可达点的集合，所述任务可达点集合包括试验台能提供的气体压力、气体温度以及气体质量流量组合集；
7、采用可达集评估方法和最优化思想网络投影映射模型评估试验台供/抽气资源配置与任务剖面的匹配能力；
8、若能力匹配，则根据所述任务剖面生成对应的空中模拟控制指令，对飞行轨迹进行连续模拟，否则调整任务剖面或优化试验台供/抽气资源配置，直至试验台供/抽气资源配置与任务剖面相匹配。
9、进一步地，采用可达集评估方法和最优化思想网络投影映射模型评估试验台供/抽气资源配置与任务剖面的匹配能力的方法包括：
10、以任务剖面上所有网格点的所述目标任务参数为输入，通过基于可达时间的最优化思想网络投影映射模型，分析获得任务可达优化集；
11、分析获得任务剖面所有网格点到任务可达点集合的豪斯多夫距离；
12、若所述豪斯多夫距离小于等于预设阈值，则表示在任务可达终端时间内试验台供/抽气资源配置与任务剖面相匹配，否则试验台供/抽气资源配置与任务剖面不匹配。
13、进一步地，基于可达时间的最优化思想网络投影映射模型为，其中为输入状态，，为试验台输出气流压力，试验台输出气流温度，为试验台输出气流质量流量，为时刻输入状态的微分，为试验台容腔压力，为试验台容腔温度，为微分符号，为输出可达点，且，为可达时间内的状态序列，为初始输出状态，为初始输入状态，为时刻满足系统输入约束的可行输入集合，为满足输入约束的下限，为满足输入约束的上限，为代价函数，为任务可达终端时间，为任务可达终端状态，为网格点，，其中为目标气体压力，为目标气体温度，为目标气体质量流量。
14、为实现上述技术效果，本专利技术还提供了一种飞行轨迹连续模拟综合数字仿真系统，包括
15、任务分解模块，用于获取发动机飞行轨迹任务，并对所述飞行轨迹任务进行分解，生成飞行任务剖面；
16、目标任务获取模块，用于获取任务剖面网格点中的目标任务参数，每个所述网格点的所述目标任务参数包括目标气体压力、目标气体温度以及目标质量流量；
17、任务可达点集合构建模块，用于根据试验台设计参数，构建试验台任务可达点集合，所述任务可达点集合包括试验台能提供的气体压力、气体温度以及气体质量流量组合集；
18、评估模块，用于采用可达集评估方法和最优化思想网络投影映射模型评估试验台供/抽气资源配置与任务剖面的匹配能力；
19、飞行轨迹模拟模块，用于在试验台供/抽气资源配置与任务剖面相匹配时，则根据所述任务剖面生成对应的空中模拟控制指令，对飞行轨迹进行连续模拟。
20、进一步地，所述评估模块包括：
21、优化单元，用于以任务剖面上所有网格点的所述目标任务参数为输入，通过基于可达时间的最优化思想网络投影映射模型，分析获得任务可达优化集；
22、分析单元，用于分析获得任务剖面所有网格点到任务可达点集合的豪斯多夫距离；
23、比较判别单元，用于比较所述豪斯多夫距离与预设阈值的大小，若所述豪斯多夫距离小于等于预设阈值，则表示在任务可达终端时间内试验台供/抽气资源配置与任务剖面相匹配，否则试验台供/抽气资源配置与任务剖面不匹配。
24、进一步地，所述优化单元中，基于可达时间的最优化思想网络投影映射模型为，其中为输入状态，，为试验台输出气流压力，试验台输出气流温度，为试验台输出气流质量流量，为时刻输入状态的微分，为试验台容腔压力，为试验台容腔温度，为微分符号，为输出可达点，且，为可达时间内的状态序列，为初始输出状态，为初始输入状态，为时刻满足系统输入约束的可行输入集合，为满足输入约束的下限，为满足输入约束的上限，为代价函数，为任务可达终端时间，为任务可达终端状态，为网格点，，其中为目标气体压力，为目标气体温度，为目标气体质量流量。
25、进一步地，还包括仿真演示模块，用于对飞行轨迹模拟模块生成的飞行轨迹进行连续模拟仿真效果的动态演示。
26、进一步地，所述仿真演示模块包括马赫数和高度指令显示单元、油门杆开度显示单元、发动机质量流量显示单元、进气系统仿真显示单元、排气系统显示单元。
27、与现有技术相比，本专利技术所具备的有益效果是：本专利技术通过预先验证任务剖面与试验台供/抽气资源配置的匹配性，若能力匹配则根据所述任务剖面生成对应的空中模拟控制指令，对飞行轨迹进行连续模拟，否则调整任务剖面或优化试验台供/抽气资源配置，直至试验台供/抽气资源配置与任务剖面相匹配，确保任务能够由当前试验台能力条件下安全试车完成飞行轨迹模拟仿真，以及确保能为被试发动机提供空中工作状态相匹配的进排气环境条件，从而更加真实有效地模拟发动机空中连续运本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种飞行轨迹连续模拟综合数字仿真方法，其特征在于，包括
2.根据权利要求1所述的飞行轨迹连续模拟综合数字仿真方法，其特征在于，采用可达集评估方法和最优化思想网络投影映射模型评估试验台供/抽气资源配置与任务剖面的匹配能力的方法包括：
3.根据权利要求2所述的飞行轨迹连续模拟综合数字仿真方法，其特征在于，基于可达时间的最优化思想网络投影映射模型为，其中为输入状态，，为试验台输出气流压力，试验台输出气流温度，为试验台输出气流质量流量，为时刻输入状态的微分，为试验台容腔压力，为试验台容腔温度，为微分符号，为输出可达点，且，为可达时间内的状态序列，为初始输出状态，为初始输入状态，为时刻满足系统输入约束的可行输入集合，为满足输入约束的下限，为满足输入约束的上限，为代价函数，为任务可达终端时间，为任务可达终端状态，为网格点，，其中为目标气体压力，为目标气体温度，为目标气体质量流量。
4.一种飞行轨迹连续模拟综合数字仿真系统，其特征在于，包括
5.根据权利要求4所述的飞行轨迹连续模拟综合数字仿真系统，其特征在于，所述评估模块包括：
7.根据权利要求4所述的飞行轨迹连续模拟综合数字仿真系统，其特征在于，还包括仿真演示模块，用于对飞行轨迹模拟模块生成的飞行轨迹进行连续模拟仿真效果的动态演示。
8.根据权利要求7所述的飞行轨迹连续模拟综合数字仿真系统，其特征在于，所述仿真演示模块包括马赫数和高度指令显示单元、油门杆开度显示单元、发动机质量流量显示单元、进气系统仿真显示单元、排气系统显示单元。
...【技术特征摘要】
1.一种飞行轨迹连续模拟综合数字仿真方法，其特征在于，包括
2.根据权利要求1所述的飞行轨迹连续模拟综合数字仿真方法，其特征在于，采用可达集评估方法和最优化思想网络投影映射模型评估试验台供/抽气资源配置与任务剖面的匹配能力的方法包括：
3.根据权利要求2所述的飞行轨迹连续模拟综合数字仿真方法，其特征在于，基于可达时间的最优化思想网络投影映射模型为，其中为输入状态，，为试验台输出气流压力，试验台输出气流温度，为试验台输出气流质量流量，为时刻输入状态的微分，为试验台容腔压力，为试验台容腔温度，为微分符号，为输出可达点，且，为可达时间内的状态序列，为初始输出状态，为初始输入状态，为时刻满足系统输入约束的可行输入集合，为满足输入约束的下限，为满足输入约束的上限，为代价函数，为任务可达终端时间，为任务可达终端状态，为网格点，，其中为目标气体压力，为目标气体温度，为目标气体质量流量。
4.一种飞行轨迹连续模拟综合数字仿真系统，其特征在于，包括
5.根据权利要求4所述的飞行轨迹连续模拟综合数字仿真系统，其特征在于，所述评估模...
【专利技术属性】
技术研发人员：钟华贵，钱秋朦，刘冬根，陈斌，王信，但志宏，侯鑫正，赵伟，孙强，
申请(专利权)人：中国航发四川燃气涡轮研究院，
类型：发明
国别省市：
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