[发明专利]宽域飞行器总体参数优化方法、系统及计算机存储介质有效
申请号: | 201911122983.5 | 申请日: | 2019-11-16 |
公开(公告)号: | CN111209629B | 公开(公告)日: | 2021-08-31 |
发明(设计)人: | 杨磊;李文皓;刘文;张陈安 | 申请(专利权)人: | 中国科学院力学研究所 |
主分类号: | G06F30/15 | 分类号: | G06F30/15 |
代理公司: | 北京维正专利代理有限公司 11508 | 代理人: | 李传亮 |
地址: | 100190 *** | 国省代码: | 北京;11 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 飞行器 总体 参数 优化 方法 系统 计算机 存储 介质 | ||
1.一种宽域飞行器总体参数优化方法,其特征在于,方法包括,将翼载荷和推重比作为待优化参数,将最低燃料系数作为目标函数,进行优化,具体包括:
计算最大起飞重量作为定值;计算推重比上限和下限之间的浮动范围作为推重比样本域,计算翼载荷上限和下限之间的浮动范围作为翼载荷样本域;
在样本域内随机选择n组样本分别作为优化初始值,进行航迹优化;所述n组样本为推重比样本和翼载荷样本的组合;
根据航迹优化结果,得到n个最小燃料系数,对n个最小燃料系数按从小到大排序,最小值所对应的样本即为本轮迭代的最优解;
根据优化算法,循环所述n组样本的选取到最优解的计算过程,最终根据优化算法判断是否收敛,如果满足收敛条件,则结束循环,从而得到优化后的总体参数。
2.根据权利要求1所述的优化方法,其特征在于,所述推重比上限和下限的计算方法包括,根据轴向过载及气动力系数计算得到的推重比,作为推重比的上限;推重比的下限取1。
3.根据权利要求1所述的优化方法,其特征在于,所述翼载荷上限和下限的计算方法包括,根据进场速度及气动力系数计算得到的翼载荷,作为翼载荷的上限;在推重比取下限时,根据全包线定直平飞需满足的条件,计算得到的翼载荷,作为翼载荷的下限。
4.根据权利要求1所述的优化方法,其特征在于,所述航迹优化的方法包括,将n组样本分别作为优化初始值,将飞行器能够达到的最大速度、最大高度、进场速度、法向过载、轴向过载和最大动压作为约束,将最低燃料系数作为目标函数,进行航迹优化。
5.根据权利要求4所述的优化方法,其特征在于,所述航迹优化中,将飞行器的发动机推力T和迎角α对速度和高度的函数T(V,H)和α(V,H)作为待优化量;其中,V为飞行器的速度;H为飞行器的高度;
计算发动机推力上限和下限之间的浮动范围作为发动机推力样本域,计算迎角上限和下限之间的浮动范围作为迎角样本域;
根据航迹优化中的优化算法,得到较佳航迹下和最低燃料系数下的推力和迎角。
6.根据权利要求5所述的优化方法,其特征在于,所述发动机推力上限和下限的计算方法包括,根据当前推重比和最大起飞重量计算得到的推力,作为发动机推力上限;发动机推力下限为0。
7.根据权利要求5所述的优化方法,其特征在于,所述迎角上限和下限的计算方法包括,根据气动数据需要满足的纵向静稳定和横航向静稳定两个条件计算得到迎角的上限;迎角的下限为0升迎角。
8.一种宽域飞行器总体参数优化系统,其特征在于,包括计算机存储介质和处理器,所述计算机存储介质存储有能够被处理器加载并执行的计算机程序,所述计算机程序包括,
在样本域内随机选择n组样本;
将所述n组样本分别作为优化初始值,将最低燃料系数作为目标函数,进行航迹优化;根据航迹优化结果,得到n个最小燃料系数,对n个最小燃料系数按从小到大排序,最小值所对应的样本即为本轮迭代的最优解;以及,
循环所述n组样本的选取到最优解的计算过程,最终根据优化算法判断是否收敛,如果满足收敛条件,则结束循环,从而得到优化后的总体参数;
其中,所述n组样本为推重比样本和翼载荷样本的组合,计算推重比上限和下限之间的浮动范围作为推重比样本域,计算翼载荷上限和下限之间的浮动范围作为翼载荷样本域;计算最大起飞重量作为定值。
9.一种计算机存储介质,其特征在于,包括有能够被处理器加载并执行的计算机程序,所述计算机程序包括,
在样本域内随机选择n组样本;
将所述n组样本分别作为优化初始值,将最低燃料系数作为目标函数,进行航迹优化;根据航迹优化结果,得到n个最小燃料系数,对n个最小燃料系数按从小到大排序,最小值所对应的样本即为本轮迭代的最优解;以及,
根据优化算法,循环所述n组样本的选取到最优解的计算过程,最终根据优化算法判断是否收敛,如果满足收敛条件,则结束循环,从而得到优化后的总体参数;
其中,所述n组样本为推重比样本和翼载荷样本的组合,计算推重比上限和下限之间的浮动范围作为推重比样本域,计算翼载荷上限和下限之间的浮动范围作为翼载荷样本域;计算最大起飞重量作为定值。
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