[发明专利]一种基于蒙特卡洛打靶的舵机功率计算方法

摘要

本发明涉及一种基于蒙特卡洛打靶的舵机功率计算方法，该方法针对飞行器单条或多条打靶仿真轨迹，得到飞行器舵机的功率随时间变化曲线，根据所述变化曲线获得飞行器舵机峰值功率、飞行器舵机最大峰值功率持续时间、飞行器舵机触地前峰值功率最短间隔时间、飞行器舵机峰值功率区间个数、飞行器舵机常值功率和飞行器舵机平均功率，该方法通过获得飞行器舵机功率相关指标，得到伺服系统在全任务周期中准确的功耗需求情况，为电源系统的设计提供可靠的设计输入。

主权项

1.一种基于蒙特卡洛打靶的舵机功率计算方法，其特征在于：针对飞行器单条打靶仿真轨迹，得到飞行器舵机的功率随时间变化曲线，根据所述变化曲线获得飞行器舵机峰值功率Q_max、飞行器舵机最大峰值功率持续时间t_max、飞行器舵机触地前峰值功率最短间隔时间τ_min、飞行器舵机峰值功率区间个数n₀、飞行器舵机常值功率Q和飞行器舵机平均功率具体方法包括如下步骤：(1)、根据飞行器舵机的功率随时间变化曲线，获得飞行器舵机峰值功率Q_max，具体方法为：将飞行轨迹触地前所有采样点的功率Q_k按大小排序，取最大值作为飞行器舵机峰值功率Q_max，即(2)、根据飞行器舵机的功率随时间变化曲线，获得飞行器舵机最大峰值功率持续时间t_max，具体方法为：(2.1)、设飞行器中电源系统的蓄电池组最大常值放电功率为Q₀；(2.2)、若飞行器舵机的功率随时间变化曲线中连续的两个或两个以上采样点的功率均大于Q₀，则所述连续的两个或两个以上采样点形成的区域为峰值功率持续时间区域T；(2.3)、从所述峰值功率持续时间区域T中选取峰值功率持续时间最长的区域作为最大峰值功率持续区域，该区域所对应的时间作为飞行器舵机最大峰值功率持续时间t_max；(3)、根据飞行器舵机的功率随时间变化曲线，获得飞行器舵机触地前峰值功率最短间隔时间τ_min，具体方法为：(3.1)、将飞行器舵机的功率随时间变化曲线中，相邻两个峰值功率持续时间区域T_i、T_i+1中临近边界点之间的时间作为峰值功率间隔时间，即T_i区域中最后一个采样点与T_i+1区域中第一个采样点之间的时间间隔作为峰值功率间隔时间；(3.2)、选取峰值功率间隔时间中最小的时间，作为飞行器舵机触地前峰值功率最短间隔时间τ_min；(4)、根据飞行器舵机的功率随时间变化曲线，获得飞行器舵机峰值功率区间个数n₀，具体方法为：飞行器舵机的功率随时间变化曲线中，峰值功率持续时间区域T的个数作为飞行器舵机峰值功率区间个数n₀；(5)、根据飞行器舵机的功率随时间变化曲线，获得飞行器舵机常值功率Q，具体方法为：(5.1)、在飞行器舵机的功率随时间变化曲线中，求出每个采样点后t时间段内的所有采样点功率的算术平均值；(5.2)、选取最大算术平均值作为飞行器舵机常值功率Q；(6)、根据飞行器舵机的功率随时间变化曲线，获得飞行器舵机平均功率具体方法为：在飞行器舵机的功率随时间变化曲线中，所有采样点的算术平均值作为飞行器舵机平均功率飞行器舵机的功率Q通过如下公式计算得到：其中：M_Z为舵机铰链力矩，M_I为舵机惯性力矩，M_f为舵机摩擦力矩，M_d为阻尼力矩，ω为舵面转动角速度，η为舵机的工作效率；根据每一时刻对应的M_Z、M_I、M_f、M_d、ω、η，计算该时刻飞行器舵机的功率Q，从而得到飞行器舵机的功率随时间变化曲线。