[发明专利]一种飞机油箱燃油测量传感器布局优化方法

权利要求书

1.一种飞机油箱燃油测量传感器布局优化方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1)，生成油箱初始化可布置区域；

步骤2)，对不同油面姿态角进行划分；

步骤3)，筛选出不同油面姿态角下满足底部与顶部不可测油量约束得传感器安装线集合；

所述步骤3)筛选传感器安装线集合算法为：

步骤3.1)，对传感器安装线按底点Z坐标值从小到大，Y坐标由小到大进行排序；

循环3.2)，将油箱油面在第i＝1个姿态角下与初始安装线求交得到满足第i个姿态角下的传感器安装线集合；i为参数；

步骤3.3)，油箱油面在第i+1个姿态角下与第i个姿态角下得到的安装线求交得到满足第i+1个姿态角下传感器安装线集合；

步骤3.4)，如果第i+1个姿态角下的传感器安装线数量阈值，则返回步骤3.3)，同时i＝i+1；

步骤3.5)，反之，则保存第i个姿态角下的传感器安装线集合；

步骤3.6)，油箱油面在第i+1个姿态角下与初始安装线求交得到满足第i+1个姿态角下的传感器安装线集合；

步骤3.7)，如果i＝姿态角离散个数，则返回步骤3.3)，同时i＝i+1；

步骤3.8)，反之，算法结束，得到不同姿态角下传感器安装线集合；

对于不规则油箱结构，俯仰角与滚转角范围的中间角度出现与极限油面角不完全相同的相交结果，将四组极限角度差值分为8部分，获得底部、顶部共64组传感器安装线集合；

步骤4)对以上传感器安装线集合依据进行合并，对在油量传感器安装线生长方向下的底部8个集合和顶部8个集合进行两两求交，保存其中交集数最多的集合，删除形成该交集的两个原集合，并不断重复此步骤，直到16个集合被合并为2个集合；并将合并后的传感器安装线集合按数量由小到大进行排列，获得不同数量下的传感器安装线组合；

步骤5)遍历传感器安装线的不同组合，对其进行连续性判断和姿态误差判断，选择满足连续性约束与姿态误差约束的最小数量的传感器安装线组合作为油量传感器布局优化结果。

2.根据权利要求1所述的飞机油箱燃油测量传感器布局优化方法，其特征在于，所述步骤1)生成油箱初始化可布置区域方法为：

步骤1.1)，首先生成油箱底部可行性区域离散点；

步骤1.2)，设置油量传感器安装线生长方向；

步骤1.3)，根据可行性区域离散点和油量传感器安装线生长方向建立传感器初步安装线；

步骤1.4)，依据油箱中传感器与油箱顶板间隙、传感器顶部非受感长度、传感器底部非受感长度以及油箱中传感器与油箱底部间隙，得到有效油量传感器。

3.根据权利要求1所述的飞机油箱燃油测量传感器布局优化方法，其特征在于，所述步骤5)，油量传感器布局优化算法如下：

步骤5.1)，由步骤4)得到油箱底部与顶部不可测油量约束优化且合并后的安装线集合；

步骤5.2)，筛选满足油箱底部与顶部不可测量约束的不同传感器数量下区域组合；

步骤5.3)，筛选特定传感器数量下满足各种油箱底部与顶部不可测油量的区域组合；

步骤5.4)，划分区域并得到距离最小区域中心最近的传感器安装线；

步骤5.5)，依据油位测量连续性约束优化；

步骤5.6)，对优化后的安装线组合；

步骤5.7)，如果步骤5.6)新增传感器位置安装线，则返回步骤5.2)；

步骤5.8)，反之，计算不同油位姿态误差，得到总姿态误差最小区域组合；

步骤5.9)，以小区域中心安装线为初始点向各个方向进行探测移动，获取最优移动方向进行模式搜索得到最优安装线组合；

步骤5.10)，判断步骤5.9)得到得传感器安装线组合是否满足姿态误差要求；

步骤5.11)，如果步骤5.10)不成立，则判断在此传感器数量下所有组合是否都不满足姿态误差要求；

步骤5.12)，如果步骤5.11)成立，则返回步骤5.2)；

步骤5.13)，如果步骤5.11)不成立，则返回步骤5.1)；

步骤5.14)，如果步骤5.10)成立，则算法结束，得到传感器数量和布局优化结果。

4.根据权利要求3所述的飞机油箱燃油测量传感器布局优化方法，其特征在于，所述步骤5.5)，油位测量连续性约束算法流程为：

步骤5.5.1)，对传感器安装线集合以传感器数量的多少进行排序；

步骤5.5.2)，判断每个传感器组合正常飞行时的最大左滚转状态、最大右滚转状态、最大抬头状态以及最大低头状态是否满足测量连续性；

步骤5.5.3)，如果步骤5.5.2)不成立，则添加新的传感器安装线组合集合，并将该传感器安装线组合转移到下一数量的传感器组合序列中，并对新添加的传感器安装线组合集合进行合并；

步骤5.5.3)，如果步骤5.5.2)成立，则得到满足油面高度测量连续性约束的传感器集合。