应用物资消耗模型推演验证配平结果的方法与流程

技术特征：

1.一种应用物资消耗模型推演验证配平结果的方法，其特征在于：所述的方法包括以下步骤：

步骤一、构建近似线性消耗模型；

步骤二、分析飞行器内物资消耗量在一定周期内呈现近似水平直线；

步骤三、利用近似线性消耗模型推演得到整个飞行器X轴质心、Y轴质心和Z轴质心变化斜率是关于某个货格分别与质心轴方向、质心轴方向和轴方向质心近似线性函数；

步骤四、确定飞行器质心调整采用周期性方式制定任务计划。

2.根据权利要求1所述的应用物资消耗模型推演验证配平结果的方法，其特征在于所述的步骤一包括：确定影响飞行器质量和质心变化来自于工作人员对食品或水物资消耗，且一个单位周期内消耗物资量近似为常值。

3.根据权利要求1所述的应用物资消耗模型推演验证配平结果的方法，其特征在于所述的步骤二包括：设飞行器内由n名工作人员，规定一个周期为一天，且所有工作人员的集合为U＝{1,2,...,n}。每天消耗的物资质量分别为m_i，i∈U，因此飞行器内每天消耗的物资总质量近似为∑_i∈Um_i。

4.根据权利要求1所述的应用物资消耗模型推演验证配平结果的方法，其特征在于所述的步骤三中推演过程包括：

步骤1，设定飞行器内货物存储以货格为最小存储单元；

步骤2，每个货格在飞行器都有唯一的三维立体坐标，其中货格坐标值定义为货格的几何中心到飞行器中轴线的距离，且货格坐标是具有方向的；

步骤3，设飞行器在未装货物之前的质量特性为m₀,(x₀,y₀,z₀)，其中m₀为初始质量，(x₀,y₀,z₀)为初始质心坐标；

步骤4，设整个飞行器有N个货格，每个货格对应的质量和质心分别为m_i,(x_i,y_i,z_i),i∈{1,...,N}；

步骤5，设第i个货格内的货物密度函数是ρ_i(x,y,z)，向量坐标为r_i，区域表示为D_i，因此该货格的质心坐标M_i(x,y,z)，表示为：

$M_i=\frac{{\∫}_{D_i}{r}_i\mathrm{\ρ}(x,y,z)dxdydz}{{\∫}_{D_i}\mathrm{\ρ}(x,y,z)dxdydz}---\left(1\right)$

整个飞行器的X质心坐标、Y质心坐标、Z质心坐标近似公式分别为：

X＝(m₀x₀+∑_{i∈{1,...,N}}m_ix_i)/(m₀+∑_{i∈{1,...,N}}m_i) (2)

Y＝(m₀y₀+∑_{i∈{1,...,N}}m_iy_i)/(m₀+∑_{i∈{1,...,N}}m_i) (3)

Z＝(m₀z₀+∑_{i∈{1,...,N}}m_iz_i)/(m₀+∑_{i∈{1,...,N}}m_i) (4)

如果货格i的质量发生变化，则其密度也产生变化，进而质心发生变化，那么货格质心计算公式为：

$M_i^{*}=\frac{{\∫}_{D_i}{r}_i{\mathrm{\ρ}}_{*}(x,y,z)dxdydz}{{\∫}_{D_i}{\mathrm{\ρ}}_{*}(x,y,z)dxdydz}---\left(5\right)$

步骤6，设集合P_*＝{1,...,i-1,i+1,...N}，P＝{1,...,N}，其中P_*表示除了货格i以外的货格集合，P表示包括所有货格集合；由于飞行器内每天消耗的物资质量呈现近似水平直线，当第i个货格减少δ_i，则变化后整个飞行器的质心坐标分别为：

$X_{*}=(m_0{x}_0+(m_i-{\mathrm{\δ}}_i)x_i^{*}+{\mathrm{\Σ}}_{j\∈P_{*}}{m}_j{x}_j)/(m_0+{\mathrm{\Σ}}_{j\∈P}{m}_j-{\mathrm{\δ}}_i)---\left(6\right)$

$Y_{*}=(m_0{y}_0+(m_i-{\mathrm{\δ}}_i)y_i^{*}+{\mathrm{\Σ}}_{j\∈P_{*}}{m}_j{y}_j)/(m_0+{\mathrm{\Σ}}_{j\∈P}{m}_j-{\mathrm{\δ}}_i)---\left(7\right)$

$Z_{*}=(m_0{z}_0+(m_i-{\mathrm{\δ}}_i)z_i^{*}+{\mathrm{\Σ}}_{j\∈P_{*}}{m}_j{z}_j)/(m_0+{\mathrm{\Σ}}_{j\∈P}{m}_j-{\mathrm{\δ}}_i)---\left(8\right)$

对于此次飞行器质心参数的变化计算，质量和初始质心坐标为常量，因此对变化后的质心坐标X_*、质心坐标Y_*和质心坐标Z_*分别求导数，令M＝m₀+∑_j∈Pm_j且其中自变量为δ_i且质量为近似连续变化的，那么对X_*求导可得：

$\frac{\∂X_{*}}{\∂{\mathrm{\δ}}_i}=\frac{K\left(x_i^{*}\right)-x_i^{*}M}{{(M-{\mathrm{\δ}}_i)}^2}---\left(9\right)$

当第i个货格的质量变化趋于零时，也即货格质量变化相对于飞行器质量忽略不计时，则有

$\underset{{\mathrm{\δ}}_i\→0}{\lim }\frac{\∂X_{*}}{\∂{\mathrm{\δ}}_i}=\frac{K\left(x_i^{*}\right)-x_i^{*}H}{M^2}=\frac{m_0(x_0-x_i^{*})+{\mathrm{\Σ}}_{j\∈P_{*}}{m}_j(x_j-x_i^{*})}{M^2}---\left(10\right)$

由公式(10)得出，整个飞行器X轴质心变化斜率是关于货格i的质心的线性函数；得知货格变化对整个飞行器质心的影响呈近似线性关系，设第i个货格的X轴质心为x_i，整个飞行器质心变化函数F(x_i)，得知整个飞行器Y轴质心和Z轴质心变化斜率是关于某个货格质心y轴方向和z轴方向质心的近似线性函数。

5.根据权利要求1所述的应用物资消耗模型推演验证配平结果的方法，其特征在于所述的步骤四包括：通过调整相关货格的质量，使得飞行器再次满足质心安全条件，然后将任务计划通知工作人员，工作人员按照预定次序完成货格内物资的调整，使得已经偏离质量的飞行器，再次将整个飞行器的质心值矫正到安全飞行范围。