[发明专利]一种基于蒙特卡洛仿真的飞行器总体概率设计方法

摘要

本发明涉及一种基于蒙特卡洛仿真的飞行器总体概率设计方法，包括以下步骤：S1、建立飞行器六自由度弹道仿真模型；S2、确定各项偏差的概率分布特性及分布参数取值；S3、确定蒙特卡洛打靶仿真次数；S4、根据各项偏差分布规律产生各项偏差的随机数；S5、进行蒙特卡洛飞行打靶仿真；S6、对打靶仿真样本进行处理。本发明的有益效果在于，提供一种基于蒙特卡洛仿真的飞行器总体概率设计方法，利用本发明的概率设计方法，在降低飞行器总体设计结果保守性的同时，可对系统的可靠性有较为准确的预测和评估。

主权项

1.一种基于蒙特卡洛仿真的飞行器总体概率设计方法，其特征在于：包括以下步骤：S1、建立飞行器六自由度弹道仿真模型：建立飞行器包含质心运动学方程、质心动力学方程、姿态运动学方程、姿态动力学方程、控制方程在内的六自由度弹道仿真模型；S2、确定各项偏差的概率分布特性及分布参数取值：针对总体概率设计中需要考虑的各项偏差，确定适合各项偏差的概率分布特性及分布参数取值；S3、确定蒙特卡洛打靶仿真次数：首先确定概率设计思路下总体设计参数值的概率水平P0、置信水平γ和相对精度ζ；然后按下式计算得到蒙特卡洛打靶仿真次数N：其中为标准正态分布函数的反函数；S4、根据各项偏差分布规律产生各项偏差的随机数：首先利用Matlab或VC中的标准函数，生成[0,1]区间标准均匀分布随机数，然后利用变换公式生成服从正态分布的随机数；S5、进行蒙特卡洛飞行打靶仿真：将步骤S4产生的偏差随机数作为输入加到步骤S1建立的仿真模型中，按照步骤S3确定的仿真次数进行蒙特卡洛打靶仿真；达到仿真次数后，获得N个仿真模型输出的总体设计参数打靶仿真样本；S6、对打靶仿真样本进行处理，得到设计参数的统计特征值：根据步骤S3中确定的仿真次数N和概率水平P0，按下式求相应的M值：其中[NP0]表示上取整。将步骤S5得到的N个总体设计参数样本按从小到大的顺序进行排序：S1＜S2＜S3＜...＜SM＜…SN则取样本SM为总体参数设计结果。根据以上概率设计方法可知，以上得到的SM为一定偏差分布情况下，置信水平为γ情况下，概率水平为P0的总体参数设计值。