火箭弹性运动方程系数的计算方法、装置、终端设备及介质与流程

1.本发明涉及航天技术领域，尤其涉及一种火箭弹性运动方程系数的计算方法、装置、终端设备及介质。


背景技术：

2.运载火箭是具有无穷多自由度的非均匀连续的弹性体，沿纵轴为变刚度和变质量分布。在外载荷作用下，箭体产生变形和弯曲振动，但主要是细长箭体的横向弯曲振动。火箭控制系统的敏感元件将感受弯曲变形引起的附加信号，经自动稳定装置引起控制力和力矩的变化，严重时这种附加信号将影响控制系统的有效工作，甚至导致火箭飞行失败。
3.因而在火箭控制系统的稳定性设计中，需考虑箭体固有特性和弹性振动的影响。因此，目前亟需提出一种火箭固有特性及弹性运动方程的系数计算方案。


技术实现要素：

4.本技术实施例通过提供一种火箭弹性运动方程系数的计算方法，能快速、便捷实现火箭固有特性及弹性运动方程的系数计算。
5.一方面，本技术通过本技术的一实施例提供一种火箭弹性运动方程系数的计算方法，所述方法包括：
6.根据火箭发动机在不同飞行时刻的质量质心数据，计算所述发动机的质量点质量数据；
7.根据所述发动机的质量点质量数据，生成临时有限元模型文件，所述临时有限元模型文件至少包括预配的与所述火箭相关的箭体有限元模型及所述发动机的质量点质量数据；
8.根据所述箭体有限元模型及所述发动机的质量点质量数据，计算所述火箭的箭体弹性运动方程系数。
9.可选地，所述根据火箭发动机在不同飞行时刻的质量质心数据，计算所述发动机的质量点质量数据包括：
10.根据火箭发动机在不同飞行时刻的质量质心数据，采用粒子群算法对所述发动机的质量点质量进行迭代分配计算，得到所述发动机的质量点质量数据。
11.可选地，所述采用粒子群算法对所述发动机的质量点质量进行迭代分配计算，得到所述发动机的质量点质量数据包括：
12.采用粒子群算法搜寻第i个粒子的最优位置及所述粒子群的最优位置，i为正整数；
13.根据所述第i个粒子的最优位置和所述粒子群的最优位置，对所述第i个粒子的速度及位置进行更新，得到所述第i个粒子的最优速度及最优位置；
14.根据所述第i个粒子的最优速度及最优位置，计算得到所述发动机的质量点质量数据。
15.可选地，所述根据所述发动机的质量点质量数据，生成临时有限元模型文件包括：
16.对预存的基础有限元模型文件进行信息读取，得到读取信息；
17.根据预配文件关键字，识别所述读取信息是否为发动机质量数据；
18.若是，则将所述发动机的质量点质量数据更新至所述读取信息中，并将更新后的所述读取信息写入所述临时有限元模型文件中；
19.若否，则将所述读取信息直接写入所述临时有限元模型文件中。
20.可选地，所述读取信息为所述基础有限元模型文件中读取的行信息，所述根据所述发动机的质量点质量数据，生成临时有限元模型文件还包括：
21.判断当前是否已读取所述基础有限元模型文件中的最后一行信息；
22.若是，则关闭所述基础有限元模型文件及所述临时有限元模型文件；
23.若否，则重复执行所述根据预配文件关键字，识别所述读取信息是否为发动机质量数据的步骤。
24.可选地，所述根据所述箭体有限元模型及所述发动机的质量点质量数据，计算所述火箭的箭体弹性运动方程系数包括：
25.根据所述箭体有限元模型及所述发动机的质量点质量数据，计算所述火箭的固有特性数据，所述固有特性数据至少包括箭体振型数据；
26.根据所述箭体振型数据及输入的火箭参数数据，计算所述火箭的箭体弹性运动方程系数。
27.可选地，所述火箭参数数据至少包括箭体振型阶数，所述固有特性数据还包括箭体频率数据，所述方法还包括：
28.对所述箭体频率数据、所述箭体振型数据及所述箭体振型阶数进行输出并展示。
29.另一方面，本技术通过本技术的一实施例提供一种火箭弹性运动方程系数的计算装置，所述装置包括质量质心计算模块、临时文件生成模块和方程系数计算模块，其中：
30.所述质量质心计算模块，用于根据火箭发动机在不同飞行时刻的质量质心数据，计算所述发动机的质量点质量数据；
31.所述临时文件生成模块，用于根据所述发动机的质量点质量数据，生成临时有限元模型文件，所述临时有限元模型文件至少包括预配的与所述火箭相关的箭体有限元模型及所述发动机的质量点质量数据；
32.所述方程系数计算模块，还用于根据所述箭体有限元模型及所述发动机的质量点质量数据，计算所述火箭的箭体弹性运动方程系数。
33.关于本技术实施例中未介绍或未描述的内容可对应参考前述方法实施例中的相关介绍，这里不再赘述。
34.另一方面，本技术通过本技术的一实施例提供一种终端设备，所述终端设备包括：处理器、存储器、通信接口和总线；所述处理器、所述存储器和所述通信接口通过所述总线连接并完成相互间的通信；所述存储器存储可执行程序代码；所述处理器通过读取所述存储器中存储的可执行程序代码来运行与所述可执行程序代码对应的程序，以用于执行如上所述的火箭弹性运动方程系数的计算方法。
35.另一方面，本技术通过本技术的一实施例提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有程序，当所述程序运行在终端设备时执行如上所述的火箭弹性运
动方程系数的计算方法。
36.本技术实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：本技术根据火箭发动机在不同飞行时刻的质量质心数据，计算所述发动机的质量点质量数据；根据所述发动机的质量点质量数据，生成临时有限元模型文件，所述临时有限元模型文件至少包括预配的箭体有限元模型及所述发动机的质量点质量数据；根据所述箭体有限元模型及所述发动机的质量点质量数据，计算所述火箭的箭体弹性运动方程系数。上述方案中，本技术基于预配的箭体有限元模型和计算的发动机质量点质量数据，计算火箭弹性运动方程系数，这样便于将箭体固有特性和弹性振动考虑进火箭控制系统的稳定性设计中，有利于提升火箭弹性运动方程系数计算的便捷性和实用性，进而也提升了火箭飞行控制的安全性。
附图说明
37.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
38.图1是本技术实施例提供的一种火箭弹性运动方程系数的计算方法的流程示意图。
39.图2是本技术实施例提供的一种计算工具的界面示意图。
40.图3是本技术实施例提供的另一种火箭弹性运动方程系数的计算方法的流程示意图。
41.图4是本技术实施例提供的一种火箭弹性运动方程系数的计算装置的结构示意图。
42.图5是本技术实施例提供的一种终端设备的结构示意图。
具体实施方式
43.本技术实施例通过提供一种火箭弹性运动方程系数的计算方法，能快速、便捷实现火箭固有特性及弹性运动方程的系数计算。
44.本技术实施例的技术方案的总体思路如下：根据火箭发动机在不同飞行时刻的质量质心数据，计算所述发动机的质量点质量数据；根据所述发动机的质量点质量数据，生成临时有限元模型文件，所述临时有限元模型文件至少包括预配的与所述火箭相关的箭体有限元模型及所述发动机的质量点质量数据；根据所述箭体有限元模型及所述发动机的质量点质量数据，计算所述火箭的箭体弹性运动方程系数。
45.为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。
46.首先说明，本文中出现的术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，a和/或b，可以表示：单独存在a，同时存在a和b，单独存在b这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
47.请参见图1，是本技术实施例提供的一种火箭弹性运动方程系数的计算方法的流
程示意图。如图1所示的方法包括如下实施步骤：
48.s101、根据火箭发动机在不同飞行时刻的质量质心数据，计算所述发动机的质量点质量数据。
49.本技术可根据输入的不同飞行时刻的质量质心数据，计算对应不同飞行时刻发动机的质量点质量数据。
50.在实际应用中，本技术可提供基于开发软件(例如matlab或msc nastran软件等)的火箭固有振动特性及弹性运动方程系数计算工具，以下简称为计算工具。用户通过计算工具提供的操作界面输入相关信息，例如待计算的时刻点(即不同的飞行时刻)、箭体振型阶数、火箭轨道数据、火箭气动数据、火箭质量质心数据及为火箭不同子级箭体配置的箭体有限元模型(具体可以基础箭体有限元模型bdf文件的形式存在/体现)等信息。请参见图2示出一种可能的计算工具的界面示意图。
51.可理解的，本技术中用于计算的箭体有限元模型可由patran建立。对于多子级火箭，可为不同子级火箭建立不同的箭体有限元模型，其可根据实际需求建立/配置，本技术并不做限定；进一步可对火箭发动机建立质量点模型，bdf模型文件作为模态计算的输入，输入至matlab软件中。根据所需关注的特征时刻，输入对应的计算时刻，即火箭不同的飞行时刻。且还需输入弹性运动方程系数计算所需的火箭气动数据及火箭轨道数据。同时根据关注的模态，输入计算的火箭振型阶数，也可称为计算阶数、或模型阶数等。
52.s102、根据所述发动机的质量点质量数据，生成临时有限元模型文件，所述临时有限元模型文件至少包括预配的与所述火箭相关的箭体有限元模型及所述发动机的质量点质量数据。
53.在一具体实施例中，本技术对预存输入的基础有限元模型(bdf)文件进行信息读取，例如按行读取bdf文件中的信息，得到读取信息。进而根据预配文件关键字，识别所述读取信息是否为发动机质量数据。如果是，则将计算的对应飞行时刻的所述发动机的质量点质量数据更新至所述读取信息中，进而将更新后的读取信息写入至对应行位置处的临时有限元模型(bdf)文件中。反之，如果不是，则可直接将所述读取信息添加至对应行位置处的临时有限元模型bdf文件中，从而获得所述临时有限元模型bdf文件。
54.s103、根据所述箭体有限元模型及所述发动机的质量点质量数据，计算所述火箭的箭体弹性运动方程系数。
55.在一具体实施例中，本技术根据所述箭体有限元模型及所述发动机的质量点质量数据，计算所述火箭的固有特性数据。其中所述固有特性数据可包括但不限于箭体振型数据及箭体频率数据等。进一步可根据所述固有特性数据中的箭体振型数据及输入的火箭参数数据，计算所述火箭的箭体弹性运动方程系数。所述火箭参数数据包括但不限于预先输入的箭体振型阶数、火箭轨道数据、火箭气动数据及发动机质量质心数据等。
56.下面介绍步骤s101-s103涉及的一些具体实施例。
57.在步骤s101中，本技术根据输入的不同飞行时刻的质量质心数据，结合粒子群算法对所述发动机的质量点质量进行迭代分配计算，从而计算得出发动机在不同飞行时刻的质量点质量数据。
58.具体实现中，对发动机质量点质量(数据)的分配由粒子群算法实现，其基本原理为：在一个d维目标搜索空间中，有n个粒子组成一个群落，以第i个粒子为例进行相关内容
的说明。第i个粒子表示为一个d维的向量，具体如下公式(1)所示：
59.xi＝(x
i1
,x
i2
,...，x
id
),i＝1,2，...n
ꢀꢀꢀ
公式(1)
60.第i个粒子的速度也表示为一个d维的向量，其具体如下公式(2)所示：
[0061]vi
＝(v
i1
,v
i2
,...，v
id
),i＝1,2，...n
ꢀꢀꢀ
公式(2)
[0062]
第i个粒子搜索到的最优位置为个体极值，记为如下公式(3)所示：
[0063]
p
best
＝(p
i1
,p
i2
,...p
id
),i＝1,2，...n
ꢀꢀꢀ
公式(3)
[0064]
整个粒子群搜索到的最优位置为全局极值，记为如下公式(4)所示：
[0065]gbest
＝(g
i1
,g
i2
,...g
id
),i＝1,2，...n
ꢀꢀꢀ
公式(4)
[0066]
然后根据p
best
和g
best
来更新第i个粒子的最优分配速度v
id
及最优分配位置x
id
，其具体如下公式(5)所示：
[0067][0068]
其中，d为1，2，
…
d。v
id
为第i个粒子的最优分配速度。w为惯性因子，具体为预设的非负值。c1和c2均为学习因子，r1和r2为处于0至1之间的均匀随机数。
[0069]
本技术根据不同飞行时刻发动机的质量质心数据，采用粒子群算法随机解出发，通过迭代寻找发动机的质量点质量数据的最优分配值。
[0070]
在步骤s102中，其具体实现流程可参见图3所示。如图3所示的火箭弹性运动方程系数的计算方法包括如下实施步骤：
[0071]
s301、根据不同的飞行时刻，采用打开fopen函数生成并打开一个空白的临时有限元模型(bdf)文件。
[0072]
s302、打开基础bdf文件，该基础bdf文件至少包括为不同火箭子级配置的箭体有限元模型，还可包括预存的火箭发动机质量点质量数据等信息。
[0073]
s303、采用获取fgetl函数按行对所述基础bdf文件进行信息读取，得到读取信息。
[0074]
s304、根据预配的bdf卡片关键字，判断所述读取信息是否为发动机质量数据。
[0075]
本技术在判断到所述读取信息为发动机质量数据时，继续执行步骤s305；否则，执行步骤s306。
[0076]
s305、将对应计算的所述发动机的质量点质量数据改写到所述读取信息对应行中的质量数据中，并将更新后的读取信息写入临时bdf文件中。换言之，本技术可根据基础bdf文件和计算的所述发动机的质量点质量数据生成所述临时bdf文件。
[0077]
s306、直接将所述基础bdf文件中按行读取的读取信息写入所述临时bdf文件中。
[0078]
s307、判断当前是否已读取至所述基础bdf文件中的最后一行信息。
[0079]
本技术在判断到已读取到所述基础bdf文件中的最后一行信息时，可继续执行步骤s308；否则重复执行上述步骤s303-s306。
[0080]
s308、采用关闭fclose函数关闭所述基础bdf文件和所述临时bdf文件。
[0081]
在步骤s103中，在生成/更新所述临时bdf文件后，本技术可调用启动dos函数启动开发软件(例如msc nastran软件)，根据临时bdf文件计算获得火箭的固有特性数据，例如箭体频率数据及箭体振型数据等。
[0082]
进一步本技术根据计算的箭体振型数据，并结合输入的火箭参数数据，例如箭体
气动数据、箭体轨道数据、箭体发动机的质量质心数据及箭体振型阶数等，来计算箭体的弹性运动方程系数。具体地，本技术可根据广义气动力及广义操纵力来计算获得对应的箭体弹性运动方程系数，具体如下：
[0083]
与旋转角速度成比例的等效刚体箭体的广义气动力，其表达式如下公式(6)所示：
[0084][0085]
与迎角成比例的等效刚体箭体的广义气动力，其表达式如下公式(7)所示：
[0086][0087]
广义操纵力，其表达式如下公式(8)所示：
[0088]q3ipy
＝pywi(xr)
ꢀꢀꢀ
公式(8)
[0089]
上式中，ρ为大气密度，v是箭体速度，sm是特征面积，为气动法向力系数导数，w为箭体振型数据，x
t
为全箭的质心坐标，xn为距理论尖点的距离，xr为姿控发动机位置距理论尖点的距离，q为弹道动压，py为姿控发动机推力，i为箭体振型阶数。需要说明的是，这些参数中包含在箭体气动数据，其余参数均包含在箭体轨道数据中。
[0090]
根据上述广义气动力和广义操纵力，对应计算获得如下公式(9)所示的箭体弹性运动方程系数：
[0091][0092]
其中，mi为火箭的箭体质量。
[0093]
在可选实施例中，本技术还可将计算获得的所述箭体频率数据、所述箭体振型数据及所述箭体振型阶数进行输出，并展示给用户查看。
[0094]
通过实施本技术，本技术根据火箭发动机在不同飞行时刻的质量质心数据，计算所述发动机的质量点质量数据；根据所述发动机的质量点质量数据，生成临时有限元模型文件，所述临时有限元模型文件至少包括预配的箭体有限元模型及所述发动机的质量点质量数据；根据所述箭体有限元模型及所述发动机的质量点质量数据，计算所述火箭的箭体弹性运动方程系数。上述方案中，本技术基于预配的箭体有限元模型和计算的发动机质量点质量数据，计算火箭弹性运动方程系数，这样便于将箭体固有特性和弹性振动考虑进火箭控制系统的稳定性设计中，有利于提升火箭弹性运动方程系数计算的便捷性和实用性，进而也提升了火箭飞行控制的安全性。
[0095]
基于同一发明构思，本技术另一实施例提供一种实施本技术实施例中所述火箭弹性运动方程系数的计算方法对应的装置及终端设备。
[0096]
请参见图4，是本技术实施例提供的一种火箭弹性运动方程系数的计算装置的结
构示意图。如图4所示的装置40包括：质量质心计算模块401、临时文件生成模块402和方程系数计算模块403。可选地，所述装置还包括数据输入模块404、箭体固有特性计算模块405和结果输出模块406。其中：
[0097]
所述质量质心计算模块401，用于根据火箭发动机在不同飞行时刻的质量质心数据，计算所述发动机的质量点质量数据；
[0098]
所述临时文件生成模块402，用于根据所述发动机的质量点质量数据，生成临时有限元模型文件，所述临时有限元模型文件至少包括预配的与所述火箭相关的箭体有限元模型及所述发动机的质量点质量数据；
[0099]
所述方程系数计算模块403，用于根据所述箭体有限元模型及所述发动机的质量点质量数据，计算所述火箭的箭体弹性运动方程系数。
[0100]
可选地，所述数据输入模块404，用于输入火箭参数数据，其可包括但不限于火箭振型阶数、不同的飞行时刻、基础bdf文件、火箭轨道数据、火箭气动数据及发动机质量质心数据等等，以供其他模块使用。
[0101]
可选地，所述质量质心计算模块401具体用于：
[0102]
根据火箭发动机在不同飞行时刻的质量质心数据，采用粒子群算法对所述发动机的质量点质量进行迭代分配计算，得到所述发动机的质量点质量数据。
[0103]
可选地，所述质量质心计算模块401具体用于：
[0104]
采用粒子群算法搜寻第i个粒子的最优位置及所述粒子群的最优位置，i为正整数；
[0105]
根据所述第i个粒子的最优位置和所述粒子群的最优位置，对所述第i个粒子的速度及位置进行更新，得到所述第i个粒子的最优速度及最优位置；
[0106]
根据所述第i个粒子的最优速度及最优位置，计算得到所述发动机的质量点质量数据。
[0107]
可选地，所述临时文件生成模块402具体用于：
[0108]
对预存的基础有限元模型文件进行信息读取，得到读取信息；
[0109]
根据预配文件关键字，识别所述读取信息是否为发动机质量数据；
[0110]
若是，则将所述发动机的质量点质量数据更新至所述读取信息中，并将更新后的所述读取信息写入所述临时有限元模型文件中；
[0111]
若否，则将所述读取信息直接写入所述临时有限元模型文件中。
[0112]
可选地，所述读取信息为所述基础有限元模型文件中读取的行信息，所述临时文件生成模块402具体用于：
[0113]
判断当前是否已读取所述基础有限元模型文件中的最后一行信息；
[0114]
若是，则关闭所述基础有限元模型文件及所述临时有限元模型文件；
[0115]
若否，则重复执行所述根据预配文件关键字，识别所述读取信息是否为发动机质量数据的步骤。
[0116]
可选地，所述箭体固有特性计算模块405，用于根据所述箭体有限元模型及所述发动机的质量点质量数据，计算所述火箭的固有特性数据，所述固有特性数据至少包括箭体振型数据；
[0117]
所述方程系数计算模块403，具体用于根据所述箭体有限元模型及所述发动机的
质量点质量数据，计算所述火箭的固有特性数据，所述固有特性数据至少包括箭体振型数据；
[0118]
可选地，所述火箭参数数据至少包括箭体振型阶数，所述固有特性数据还包括箭体频率数据，所述结果输出模块406用于对所述箭体频率数据、所述箭体振型数据及所述箭体振型阶数进行输出并展示。
[0119]
请一并参见5，是本技术实施例提供的一种终端设备的结构示意图。如图5所示的终端设备50包括：至少一个处理器501、通信接口502、用户接口503和存储器504，处理器501、通信接口502、用户接口503和存储器504可通过总线或者其它方式连接，本发明实施例以通过总线505连接为例。其中，
[0120]
处理器501可以是通用处理器，例如中央处理器(central processing unit，cpu)。
[0121]
通信接口502可以为有线接口(例如以太网接口)或无线接口(例如蜂窝网络接口或使用无线局域网接口)，用于与其他终端或网站进行通信。本发明实施例中，通信接口502具体用于获取输入的火箭参数数据等。
[0122]
用户接口503具体可为触控面板，包括触摸屏和触控屏，用于检测触控面板上的操作指令，用户接口503也可以是物理按键或者鼠标。用户接口503还可以为显示屏，用于输出、显示图像或数据。
[0123]
存储器504可以包括易失性存储器(volatile memory)，例如随机存取存储器(random access memory，ram)；存储器也可以包括非易失性存储器(non-volatile memory)，例如只读存储器(read-only memory，rom)、快闪存储器(flash memory)、硬盘(hard disk drive，hdd)或固态硬盘(solid-state drive，ssd)；存储器504还可以包括上述种类的存储器的组合。存储器504用于存储一组程序代码，处理器501用于调用存储器504中存储的程序代码，执行如下操作：
[0124]
根据火箭发动机在不同飞行时刻的质量质心数据，计算所述发动机的质量点质量数据；
[0125]
根据所述发动机的质量点质量数据，生成临时有限元模型文件，所述临时有限元模型文件至少包括预配的与所述火箭相关的箭体有限元模型及所述发动机的质量点质量数据；
[0126]
根据所述箭体有限元模型及所述发动机的质量点质量数据，计算所述火箭的箭体弹性运动方程系数。
[0127]
可选地，所述根据火箭发动机在不同飞行时刻的质量质心数据，计算所述发动机的质量点质量数据包括：
[0128]
根据火箭发动机在不同飞行时刻的质量质心数据，采用粒子群算法对所述发动机的质量点质量进行迭代分配计算，得到所述发动机的质量点质量数据。
[0129]
可选地，所述采用粒子群算法对所述发动机的质量点质量进行迭代分配计算，得到所述发动机的质量点质量数据包括：
[0130]
采用粒子群算法搜寻第i个粒子的最优位置及所述粒子群的最优位置，i为正整数；
[0131]
根据所述第i个粒子的最优位置和所述粒子群的最优位置，对所述第i个粒子的速
度及位置进行更新，得到所述第i个粒子的最优速度及最优位置；
[0132]
根据所述第i个粒子的最优速度及最优位置，计算得到所述发动机的质量点质量数据。
[0133]
可选地，所述根据所述发动机的质量点质量数据，生成临时有限元模型文件包括：
[0134]
对预存的基础有限元模型文件进行信息读取，得到读取信息；
[0135]
根据预配文件关键字，识别所述读取信息是否为发动机质量数据；
[0136]
若是，则将所述发动机的质量点质量数据更新至所述读取信息中，并将更新后的所述读取信息写入所述临时有限元模型文件中；
[0137]
若否，则将所述读取信息直接写入所述临时有限元模型文件中。
[0138]
可选地，所述读取信息为所述基础有限元模型文件中读取的行信息，所述根据所述发动机的质量点质量数据，生成临时有限元模型文件还包括：
[0139]
判断当前是否已读取所述基础有限元模型文件中的最后一行信息；
[0140]
若是，则关闭所述基础有限元模型文件及所述临时有限元模型文件；
[0141]
若否，则重复执行所述根据预配文件关键字，识别所述读取信息是否为发动机质量数据的步骤。
[0142]
可选地，所述根据所述箭体有限元模型及所述发动机的质量点质量数据，计算所述火箭的箭体弹性运动方程系数包括：
[0143]
根据所述箭体有限元模型及所述发动机的质量点质量数据，计算所述火箭的固有特性数据，所述固有特性数据至少包括箭体振型数据；
[0144]
根据所述箭体振型数据及输入的火箭参数数据，计算所述火箭的箭体弹性运动方程系数。
[0145]
可选地，所述火箭参数数据至少包括箭体振型阶数，所述固有特性数据还包括箭体频率数据，所述处理器501还用于：
[0146]
对所述箭体频率数据、所述箭体振型数据及所述箭体振型阶数进行输出并展示。
[0147]
由于本实施例所介绍的终端设备为实施本技术实施例中火箭弹性运动方程系数的计算方法所采用的终端设备，故而基于本技术实施例中所介绍的火箭弹性运动方程系数的计算方法，本领域所属技术人员能够了解本实施例的终端设备的具体实施方式以及其各种变化形式，所以在此对于该终端设备如何实现本技术实施例中的方法不再详细介绍。只要本领域所属技术人员实施本技术实施例中信息处理的方法所采用的终端设备，都属于本技术所欲保护的范围。
[0148]
上述本技术实施例中的技术方案，至少具有如下的技术效果或优点：本技术根据火箭发动机在不同飞行时刻的质量质心数据，计算所述发动机的质量点质量数据；根据所述发动机的质量点质量数据，生成临时有限元模型文件，所述临时有限元模型文件至少包括预配的箭体有限元模型及所述发动机的质量点质量数据；根据所述箭体有限元模型及所述发动机的质量点质量数据，计算所述火箭的箭体弹性运动方程系数。上述方案中，本技术基于预配的箭体有限元模型和计算的发动机质量点质量数据，计算火箭弹性运动方程系数，这样便于将箭体固有特性和弹性振动考虑进火箭控制系统的稳定性设计中，有利于提升火箭弹性运动方程系数计算的便捷性和实用性，进而也提升了火箭飞行控制的安全性。
[0149]
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序
产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、cd-rom、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
[0150]
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
[0151]
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
[0152]
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
[0153]
尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
[0154]
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

技术特征：
1.一种火箭弹性运动方程系数的计算方法，其特征在于，所述方法包括：根据火箭发动机在不同飞行时刻的质量质心数据，计算所述发动机的质量点质量数据；根据所述发动机的质量点质量数据，生成临时有限元模型文件，所述临时有限元模型文件至少包括预配的与所述火箭相关的箭体有限元模型及所述发动机的质量点质量数据；根据所述箭体有限元模型及所述发动机的质量点质量数据，计算所述火箭的箭体弹性运动方程系数。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据火箭发动机在不同飞行时刻的质量质心数据，计算所述发动机的质量点质量数据包括：根据火箭发动机在不同飞行时刻的质量质心数据，采用粒子群算法对所述发动机的质量点质量进行迭代分配计算，得到所述发动机的质量点质量数据。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述采用粒子群算法对所述发动机的质量点质量进行迭代分配计算，得到所述发动机的质量点质量数据包括：采用粒子群算法搜寻第i个粒子的最优位置及所述粒子群的最优位置，i为正整数；根据所述第i个粒子的最优位置和所述粒子群的最优位置，对所述第i个粒子的速度及位置进行更新，得到更新后的所述第i个粒子的最优速度及最优位置；根据更新后的所述第i个粒子的最优速度及最优位置，计算得到所述发动机的质量点质量数据。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述发动机的质量点质量数据，生成临时有限元模型文件包括：对预存的基础有限元模型文件进行信息读取，得到读取信息；根据预配文件关键字，识别所述读取信息是否为发动机质量数据；若是，则将所述发动机的质量点质量数据更新至所述读取信息中，并将更新后的所述读取信息写入所述临时有限元模型文件中；若否，则将所述读取信息直接写入所述临时有限元模型文件中。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述读取信息为所述基础有限元模型文件中读取的行信息，所述根据所述发动机的质量点质量数据，生成临时有限元模型文件还包括：判断当前是否已读取所述基础有限元模型文件中的最后一行信息；若是，则关闭所述基础有限元模型文件及所述临时有限元模型文件；若否，则重复执行所述根据预配文件关键字，识别所述读取信息是否为发动机质量数据的步骤。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述箭体有限元模型及所述发动机的质量点质量数据，计算所述火箭的箭体弹性运动方程系数包括：根据所述箭体有限元模型及所述发动机的质量点质量数据，计算所述火箭的固有特性数据，所述固有特性数据至少包括箭体振型数据；根据所述箭体振型数据及输入的火箭参数数据，计算所述火箭的箭体弹性运动方程系数。7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述火箭参数数据至少包括箭体振型阶
数，所述固有特性数据还包括箭体频率数据，所述方法还包括：对所述箭体频率数据、所述箭体振型数据及所述箭体振型阶数进行输出并展示。8.一种火箭弹性运动方程系数的计算装置，其特征在于，所述装置包括质量质心计算模块、临时文件生成模块和方程系数计算模块，其中：所述质量质心计算模块，用于根据火箭发动机在不同飞行时刻的质量质心数据，计算所述发动机的质量点质量数据；所述临时文件生成模块，用于根据所述发动机的质量点质量数据，生成临时有限元模型文件，所述临时有限元模型文件至少包括预配的与所述火箭相关的箭体有限元模型及所述发动机的质量点质量数据；所述方程系数计算模块，还用于根据所述箭体有限元模型及所述发动机的质量点质量数据，计算所述火箭的箭体弹性运动方程系数。9.一种终端设备，其特征在于，所述终端设备包括：处理器、存储器、通信接口和总线；所述处理器、所述存储器和所述通信接口通过所述总线连接并完成相互间的通信；所述存储器存储可执行程序代码；所述处理器通过读取所述存储器中存储的可执行程序代码来运行与所述可执行程序代码对应的程序，以用于执行如上权利要求1-7中任一项所述的火箭弹性运动方程系数的计算方法。10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有程序，当所述程序运行在终端设备时执行如上权利要求1-7中任一项所述的火箭弹性运动方程系数的计算方法。

技术总结
本发明公开了一种火箭弹性运动方程系数的计算方法、装置、终端设备及介质，其中所述方法包括：根据火箭发动机在不同飞行时刻的质量质心数据，计算所述发动机的质量点质量数据；根据所述发动机的质量点质量数据，生成临时有限元模型文件，所述临时有限元模型文件至少包括预配的与所述火箭相关的箭体有限元模型及所述发动机的质量点质量数据；根据所述箭体有限元模型及所述发动机的质量点质量数据，计算所述火箭的箭体弹性运动方程系数。采用本发明，能快速、便捷实现火箭固有特性及弹性运动方程的系数计算。方程的系数计算。方程的系数计算。


技术研发人员：孙康 周前坤 兰薇薇
受保护的技术使用者：航天科工火箭技术有限公司
技术研发日：2021.12.07
技术公布日：2022/3/8