一种运载火箭飞行时序自动设计与生成系统的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种运载火箭飞行时序自动设计与生成系统，属于航天器电气系统自动化设计领域。实现了飞行时序的标准化自动输出，避免了手动绘制时序图容易引入人为设计错误的问题，提高了设计效率；具备电池分析和判读数据自动导出功能，加强了判读与复查的可靠性；通过数据库实现不同型号、不同状态、不同发次火箭的飞行时序管理，减少重复劳动，合理有效的实现飞行时序技术状态变化的管控。
【专利说明】一种运载火箭飞行时序自动设计与生成系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种运载火箭飞行时序自动设计与生成系统，属于航天器电气系统自动化设计领域。
【背景技术】
[0002]运载火箭飞行时序设计需要多个相关专业相互协调，要求综合弹道计算结果、备保关机方案、姿控系统要求、动力系统工作程序、分离时序要求、控制系统线路实现要求(如供电能力执行能力、时序设备精度等)、推进剂利用系统实现要求(如推进剂利用系统开、关机时间)等，设计合理可行的飞行时序。
[0003]传统飞行时序设计模式是设计人员手动将设计好的飞行时序绘制成Auto CAD或Visio形式的飞行时序图，并将时序图输出给系统设计人员，由系统设计人实现飞行时序控制。该设计过程存在人为干扰因素，出现错误的概率很高，设计人员往往需要进行多次核对才能确保输入与输出之间的正确性和一致性。
[0004]为规范运载火箭飞行时序设计，有效控制技术状态变化风险，缩短设计流程，加强判读与复查可靠性，提高设计效率，避免人为引起的误差，做到飞行时序从设计源头到飞行验证的全过程受控。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是为了提供一种运载火箭飞行时序自动设计与生产系统，通过该系统实现了飞行时序图的标准化自动输出，利用电池分析和判读数据自动导出功能，规范了运载火箭飞行时序设计，缩短设计流程，加强判读与复查可靠性，提高设计效率，避免人为引起的误差，做到飞行时序从设计源头到飞行验证的全过程受控。
[0006]本发明的目的是通过以下技术方案实现的。
[0007]本发明的一种运载火箭飞行时序自动设计与生成系统，该系统的功能模块包括数据管理模块、时序图绘制模块、电池分析模块和数据导入导出模块；
[0008]数据管理模块包括火箭型号管理、火箭发次和发次状态管理、参数和参数类型管理、电池管理、时序数据管理和工作段管理功能；
[0009]时序图绘制模块包括AutoCAD时序图绘制和Visio时序图绘制；
[0010]电池分析模块包括电流分析和电量分析功能；
[0011]数据导入导出模块包括时序列表导出、判读数据导出、时序数据导入和导出、参数数据导入和导出功能。
[0012]数据管理模块为用户提供了一个友好的操作界面，实现了不同火箭型号、火箭发次和发次状态、参数和参数类型、电池、时序数据和工作段的自动管理功能。
[0013]时序图绘制模块根据用户录入的时序信息自动生产AutoCAD或Visio格式的时序图，时序图绘制模块自动生成的步骤如下a)到i)所示:
[0014]a)从数据库获取该发次的所有时序数据；[0015]b)遍历所有时序，计算每个时序的实际时间；
[0016]c)遍历所有时序，根据每个时序的参考时序计算绘图高度；
[0017]d)判断是否按照实际时间绘图，若是则执行f)，若否则执行e);
[0018]e)遍历所有时序，根据每个时序实际时间计算时序的顺序编号；
[0019]f)绘制零点和横轴；
[0020]g)遍历所有时序，根据实际时间或顺序编号以及绘图层数绘制直线并显示控制代码和时间；
[0021]h)从数据库获取该发次的所有工作时段数据；
[0022]i)遍历所有工作段，根据工作段开始、结束时序及最高层数绘制直线并显示工作段名称。
[0023]电池分析模块能够实现火工品及电磁阀的电流分析和电池剩余电量分析的功能，并通过折线图的形式自动输出电流和电量曲线，直观给出各时序点的电流峰值和电池剩余电量，电池分析模块的实现步骤如下a)到j)所示:
[0024]a)从数据库获取该发次的所有时序数据；
[0025]b)从数据库获取所选电池信息；
[0026]c)检查数据合理性，若不合理则结束电池分析模块，合理则执行d)；
[0027]d)判读是否绘制电量分析图，若是则执行e)，否则执行h)；
[0028]e)遍历所有时序，计算每个时序的实际时间；
[0029]f)遍历时序,计算电量变化；
[0030]g)遍历所有时序，根据实际时间以及电量绘制折线图；
[0031]h)遍历所有时序，计算每个时序的实际时间；
[0032]i)遍历所有时序,计算电流变化；
[0033]j)遍历所有时序，根据实际时间以及电流绘制折线图。
[0034]有益效果
[0035]1、实现了飞行时序的标准化自动输出，避免了手动绘制时序图容易引入人为设计错误的问题，提高了设计效率；
[0036]2、具备电池分析和判读数据自动导出功能，加强了判读与复查的可靠性；
[0037]3、通过数据库实现不同型号、不同状态、不同发次火箭的飞行时序管理，减少重复劳动，合理有效的实现飞行时序技术状态变化的管控。
【专利附图】
【附图说明】
[0038]图1是本发明的系统功能模块组成图；
[0039]图2单个运载火箭飞行时序图；
[0040]图3时序重叠的不同情况图；
[0041]图4时序自动生成流程图；
[0042]图5电池自动分析流程图；
[0043]图中:
[0044]1、运载火箭飞行时序自动设计与生成系统；
[0045]11、数据管理；111、火箭型号管理；112、火箭发次和发次状态管理、113、参数和参数类型管理；114、电池管理；115、时序数据管理；116、工作段管理；
[0046]12、时序图绘制；121、AutoCAD时序图绘制；122、Visio时序图绘制；
[0047]13、电池分析；131、电流分析；132、电量分析；
[0048]14、数据导入导出；141、时序列表导出(Word);142、判读数据导出(txt);143、时序数据导出(Excel) ;144、时序数据导入(Excel) ;145、参数数据导出(txt) ;146、参数数据导入(txt)
【具体实施方式】
[0049]以下结合附图和【具体实施方式】进一步说明本发明的特点。
[0050]如图1所示，一种运载火箭飞行时序自动设计与生产系统1，该系统的功能模块包括数据管理模块11、时序图绘制模块12、电池分析模块13和数据导入导出模块14 ；
[0051]数据管理模块11包括火箭型号管理111、火箭发次和发次状态管理112、参数和参数类型管理113、电池管理114、时序数据管理115和工作段管理功能116 ；
[0052]时序图绘制模块12包括AutoCAD时序图绘制121和Visio时序图绘制122 ；
[0053]电池分析模块13包括电流分析131和电量分析功能132 ；
[0054]数据导入导出模块14包括时序列表导出141、判读数据导出142、时序数据导入143和时序数据导出144、参数数据导入145和参数数据导出146。
[0055]数据管理模块实现对火箭型号、火箭发次和发次状态、参数和参数类型、电池数据、时序数据和工作段数据进行增加、删除、修改、查询，并且提供简单的校验和错误提示功倉泛。
[0056]运载火箭飞行时序自动设计与生产系统根据数据管理模块中输入的数据，自动在AutoCAD、Visio软件中绘制出标准美观的时序图，使用者可以对时序图进行进一步调整和修改。由于全箭时序数量较多，时序的位置存在多种情况，一些时序需要特殊处理等。上述问题导致时序图绘制的过程比较复杂。
[0057]单个运载火箭飞行时序包括5条线+时序代码+时序时间，如图2所示。由于参考时序与时序所组成的时间段可能发生交叉和重叠，绘图时需要针对各种情况采用不同的绘制方法。时序重叠最常见的情况如图3所示。绘制时序图需要进行的特殊处理如下:
[0058]I)重叠时序:交叉时时序的高度应该不同，重叠时要把冗余部分去掉。
[0059]2)自身高度与作为参考时序时的高度是不同的:需同时考虑取极值。
[0060]3)关机时间和工作段:颜色强调，定时关机时间(Td)需要特殊处理。
[0061]4)随机变量:随机变量不画横线和时间。
[0062]通过以下步骤，实现时序曲线的计算:
[0063]计算所有时序的绝对时间一处理关机时间信息一计算分行信息一遍历调整交叉了的时序的高度一遍历调整重叠了的时序的高度一计算时序的顺序一计算工作段的信息—绘图。
[0064]如图4所示，自动生成AutoCAD或Visio格式的时序图的步骤如下a)到i)所示:
[0065]a)从数据库获取该发次的所有时序数据；
[0066]b)遍历所有时序，计算每个时序的实际时间；
[0067]c)遍历所有时序，根据每个时序的参考时序计算绘图高度；[0068]d)判断是否按照实际时间绘图，若是则执行f)，若否则执行e);
[0069]e)遍历所有时序，根据每个时序实际时间计算时序的顺序编号；
[0070]f)绘制零点和横轴；
[0071]g)遍历所有时序，根据实际时间或顺序编号以及绘图层数绘制直线并显示控制代码和时间；
[0072]h)从数据库获取该发次的所有工作时段数据；
[0073]i)遍历所有工作段，根据工作段开始、结束时序及最高层数绘制直线并显示工作段名称。
[0074]如图5所示，电池分析模块能够实现火工品及电磁阀的电流分析和电池剩余电量分析的功能，并通过折线图的形式自动输出电流和电量曲线，直观给出各时序点的电流峰值和电池剩余电量，电池分析功能的实现步骤如下a)到j)所示:
[0075]a)从数据库获取该发次的所有时序数据；
[0076]b)从数据库获取所选电池信息；
[0077]c)检查数据合理性，若不合理则结束电池分析模块，合理则执行d)；
[0078]d)判读是否绘制电量分析图，若是则执行e)，否则执行h)；
[0079]e)遍历所有时序，计算每个时序的实际时间；
[0080]f)遍历时序,计算电量变化；
[0081]g)遍历所有时序，根据实际时间以及电量绘制折线图；
[0082]h)遍历所有时序，计算每个时序的实际时间；
[0083]i)遍历所有时序,计算电流变化；
[0084]j)遍历所有时序，根据实际时间以及电流绘制折线图。
[0085]在时序设计完成后，系统能够导出清晰正确的时序列表。为了满足传统表达方式，需要对时序参考时间、时序工作段及时序决定时间、关机时间、随机时序等进行特殊处理，主要包括:
[0086]I)时序的参考时序需改为位于此时序之前的参数类型为“关机时间”的时序，这需要全局地分析时序并重新计算时间。
[0087]2)时序的导出顺序需同时参考时序所属的工作段和时序的绝对时间两个因素。
[0088]3)参数类型为“关机时间”的时序需要进行文字加粗、相对时间改为“/”等处理。
[0089]4)时间随机的时序需要进行文字加粗、时间改为“/”等处理，所有参考此时序的时序的绝对时间需改为此时序的控制代码。
[0090]时序列表导出的步骤如下a)到h):
[0091]a)遍历时序，给控制代码添加表示通断状态的箭头；
[0092]b)遍历时序，记录所有关机时间并将他们按时间排序；
[0093]c)遍历关机时间，确定所有关机时间的排序编号；
[0094]d)遍历时序，根据时序的参考时序确定排序编号；
[0095]e)遍历时序，根据时序的排序编号重新计算相对时间；
[0096]f)按照排序编号和绝对时间将时序排序；
[0097]g)遍历时序，对关机时间时序和随机时间时序进行特殊处理；
[0098]h)导出数据。[0099]数据导入导出模块包括时序列表导出、判读数据导出、时序数据导入和时序数据导出、参数数据导入和参数数据导出。
[0100]时序列表导出可自动生产word文档形式的时序列表，表头定义见表1所示。
[0101]表1时序列表文档的表头
[0102]
【权利要求】
1.一种运载火箭飞行时序自动设计与生成系统，其特征在于:该系统的功能模块包括数据管理模块、时序图绘制模块、电池分析模块和数据导入导出模块； 数据管理模块包括火箭型号管理、火箭发次和发次状态管理、参数和参数类型管理、电池管理、时序数据管理和工作段管理功能； 时序图绘制模块包括AutoCAD时序图绘制和Visio时序图绘制； 电池分析模块包括电流分析和电量分析功能； 数据导入导出模块包括时序列表导出、判读数据导出、时序数据导入和导出、参数数据导入和导出功能； 数据管理模块为用户提供操作界面，实现不同火箭型号、火箭发次和发次状态、参数和参数类型、电池、时序数据和工作段的自动管理功能； 时序图绘制模块根据用户录入的时序信息自动生产AutoCAD或Visio格式的时序图；电池分析模块能够实现火工品及电磁阀的电流分析和电池剩余电量分析的功能，并通过折线图的形式自动输出电流和电量曲线，直观给出各时序点的电流峰值和电池剩余电量。
2.根据权利要求1所述的一种运载火箭飞行时序自动设计与生成系统，其特征在于:时序图绘制模块自动生成的步骤如下a)到i)所示: a)从数据库获取该发次的所有时序数据； b)遍历所有时序，计算每个时序的实际时间； c)遍历所有时序,根据每个时序的参考时序计算绘图高度； d)判断是否按照实际时间绘图，若是则执行f)，若否则执行e)； e)遍历所有时序,根据每个时序实际时间计算时序的顺序编号； f)绘制零点和横轴； g)遍历所有时序，根据实际时间或顺序编号以及绘图层数绘制直线并显示控制代码和时间； h)从数据库获取该发次的所有工作时段数据； i)遍历所有工作段，根据工作段开始、结束时序及最高层数绘制直线并显示工作段名称。
3.根据权利要求1所述的一种运载火箭飞行时序自动设计与生成系统，其特征在于:电池分析模块的实现步骤如下a)到j)所示: a)从数据库获取该发次的所有时序数据； b)从数据库获取所选电池信息； c)检查数据合理性，若不合理则结束电池分析模块，合理则执行d)； d)判读是否绘制电量分析图，若是则执行e)，否则执行h)； e)遍历所有时序，计算每个时序的实际时间； f)遍历时序，计算电量变化； g)遍历所有时序，根据实际时间以及电量绘制折线图； h)遍历所有时序，计算每个时序的实际时间； i)遍历所有时序，计算电流变化； j)遍历所有时序，根据实际时间以及电流绘制折线图。
【文档编号】G06F17/50GK103699739SQ201310714272
【公开日】2014年4月2日 申请日期:2013年12月20日 优先权日:2013年12月20日
【发明者】刘秉, 牟宇, 陈海鹏, 王静华, 董余红, 李强, 宋敬群 申请人:北京宇航系统工程研究所, 中国运载火箭技术研究院