基于同步传输器进行分析的航天器模拟预测系统的制作方法

本发明涉及航天器模拟预测，具体地说，涉及基于同步传输器进行分析的航天器模拟预测系统。

背景技术：

1、航天领域的航天器设计和飞行测试工作需要大量的数据统计、计算、分析和处理工作，以保障航天器能够按照设计要求进行飞行测试和任务执行，而航天器在飞行过程中，会存在较多的天气条件影响：即包括大气层内的气象状况和空间天气情况，因为大风、雷雨等天气可能会对运载航天器造成致命的影响，航天器发射时间尽量选择在晴朗天气条件下进行，在大气层外，太阳黑子活动、高能辐射以及电磁暴等恶劣的空间天气也有可能让航天器发射任务失败，因此，航天器发射前需要进行大量的天气监测和预报工作，发射时间的喧杂也需要避开这些天气状况。

2、为了能够提前结合环境因素对航天器飞行状态进行预测，避免不适应的环境下进行航天器发射运行工作，现亟需基于同步传输器进行分析的航天器模拟预测系统。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供基于同步传输器进行分析的航天器模拟预测系统，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为实现上述目的，提供了基于同步传输器进行分析的航天器模拟预测系统，包括数据管理模块、仿真平台、数据处理模块以及模型优化模块；

3、所述数据管理模块采集航天器飞行过程中各项环境数据，并结合航天器质量、形状以及飞行速度，分析飞行过程中所受影响数据变化，通过同步传输器对数据进行管理；

4、所述数据管理模块输出端与所述仿真平台输入端连接，所述仿真平台结合同步传输器传输的各项环境数据以及飞行过程中所受影响数据变化，规划航天器飞行仿真模型，监测航天器飞行模拟数据，预测航天器噪声、飞行状态、航天器表面温度和热应力分布以及航天器的强度，生成预测数据，并将预测数据通过同步传输器进行数据信号处理；

5、所述仿真平台输出端与所述数据处理模块输入端连接，所述数据处理模块结合各项预测数据，规划对应的模拟图像；

6、所述数据处理模块输出端与所述模型优化模块输入端连接，所述模型优化模块结合实际航天器运行参考标准，比对模拟图像模拟数据，分析出模拟误差，并结合模拟误差实时调整仿真模型。

7、作为本技术方案的进一步改进，所述仿真平台包括航天器声学模拟模块、气动力学模拟模块、传热学模拟模块以及结构力学模拟模块；

8、所述航天器声学模拟模块结合航天器飞行过程中各项环境数据以及航天器形状结构，规划航天器声学模型，预测出航天器不同状态下产生的航天器噪声；

9、所述气动力学模拟模块结合航天器飞行过程中各项环境数据以及航天器形状结构，规划航天器气动力学模型，对航天器在大气中的飞行状态和空气动力学特性进行预测；

10、所述传热学模拟模块结合箭飞行过程中各项环境数据以及航天器形状结构，分析航天器结构的热量分布和传递过程，规划航天器传热学模型，预测航天器表面温度和热应力分布；

11、所述结构力学模拟模块结合箭飞行过程中各项环境数据以及航天器形状结构，规划结构力学模型，预测出航天器运行环境对航天器强度产生的影响。

12、作为本技术方案的进一步改进，所述航天器声学模拟模块航天器声学模型规划方法包括如下步骤：

13、s1、确定航天器外部结构；

14、s2、结合航天器不同运行状态，确定出航天器与环境直接接触的外部结构，标记为声源点；

15、s3、监测不同状态下声源点声音变化，确定出不同环境下对航天器飞行状态和空气动力学特性影响规律，建立航天器声学模型。

16、作为本技术方案的进一步改进，所述航天器声学模拟模块中航天器传热学模型规划方法包括如下步骤：

17、步骤一、确定航天器飞行过程中热能流动方向；

18、步骤二、根据热能流动方向，依次确定航天器各个设备的材料，得出其耐热性能；

19、步骤三、分析流动过程中的热能流失，确定出航天器各个设备表面温度和热应力分布。

20、作为本技术方案的进一步改进，所述数据管理模块包括环境因素确定单元以及影响数值确定单元，所述环境因素确定单元用于确定影响航天器飞行状态的环境因素，所述环境因素确定单元输出端与所述影响数值确定单元输入端连接，所述影响数值确定单元采集影响航天器飞行状态的环境因素对应的影响数值。

21、作为本技术方案的进一步改进，所述影响数值确定单元输出端连接有影响范围规划单元，所述影响范围规划单元用于确定各个环境因素影响范围。

22、作为本技术方案的进一步改进，所述数据处理模块包括预测数据分析单元以及模拟图像规划单元，所述预测数据分析单元结合各项预测数据，确定模拟图像中各项参数，所述预测数据分析单元输出端与所述模拟图像规划单元输入端连接，所述模拟图像规划单元结合模拟图像中各项参数，制定适配的模拟图像。

23、作为本技术方案的进一步改进，所述模型优化模块包括参考标准采集单元以及趋势分析单元，所述参考标准采集单元用于采集航天器运行参考标准，所述参考标准采集单元输出端与所述趋势分析单元输入端连接，所述趋势分析单元结合模拟图像模拟数据，确定各项模拟图像变化趋势，并与航天器运行参考标准进行比对，确定误差趋势。

24、与现有技术相比，本发明的有益效果：

25、该基于同步传输器进行分析的航天器模拟预测系统中，通过设置的数据处理模块结合各项预测数据，规划对应的模拟图像，监测人员可通过模拟图像实时确定航天器模拟过程中各项数据变化情况，通过模型优化模块结合实际航天器运行参考标准，比对模拟图像模拟数据，分析出模拟误差，并结合模拟误差实时调整仿真模型，不断完善精确仿真模型，提高仿真模型模拟数据准确度，减少模拟误差，为后期不同结构航天器以及不同环境状态下的模拟提供仿真条件。

技术特征：

1.基于同步传输器进行分析的航天器模拟预测系统，其特征在于：包括数据管理模块（10）、仿真平台、数据处理模块（60）以及模型优化模块（70）；

2.根据权利要求1所述的基于同步传输器进行分析的航天器模拟预测系统，其特征在于：所述仿真平台包括航天器声学模拟模块（20）、气动力学模拟模块（30）、传热学模拟模块（40）以及结构力学模拟模块（50）；

3.根据权利要求2所述的基于同步传输器进行分析的航天器模拟预测系统，其特征在于：所述航天器声学模拟模块（20）航天器声学模型规划方法包括如下步骤：

4.根据权利要求2所述的基于同步传输器进行分析的航天器模拟预测系统，其特征在于：所述航天器声学模拟模块（20）中航天器传热学模型规划方法包括如下步骤：

5.根据权利要求1所述的基于同步传输器进行分析的航天器模拟预测系统，其特征在于：所述数据管理模块（10）包括环境因素确定单元（110）以及影响数值确定单元（120），所述环境因素确定单元（110）用于确定影响航天器飞行状态的环境因素，所述环境因素确定单元（110）输出端与所述影响数值确定单元（120）输入端连接，所述影响数值确定单元（120）采集影响航天器飞行状态的环境因素对应的影响数值。

6.根据权利要求5所述的基于同步传输器进行分析的航天器模拟预测系统，其特征在于：所述影响数值确定单元（120）输出端连接有影响范围规划单元（130），所述影响范围规划单元（130）用于确定各个环境因素影响范围。

7.根据权利要求1所述的基于同步传输器进行分析的航天器模拟预测系统，其特征在于：所述数据处理模块（60）包括预测数据分析单元（610）以及模拟图像规划单元（620），所述预测数据分析单元（610）结合各项预测数据，确定模拟图像中各项参数，所述预测数据分析单元（610）输出端与所述模拟图像规划单元（620）输入端连接，所述模拟图像规划单元（620）结合模拟图像中各项参数，制定适配的模拟图像。

8.根据权利要求1所述的基于同步传输器进行分析的航天器模拟预测系统，其特征在于：所述模型优化模块（70）包括参考标准采集单元（710）以及趋势分析单元（720），所述参考标准采集单元（710）用于采集航天器运行参考标准，所述参考标准采集单元（710）输出端与所述趋势分析单元（720）输入端连接，所述趋势分析单元（720）结合模拟图像模拟数据，确定各项模拟图像变化趋势，并与航天器运行参考标准进行比对，确定误差趋势。

技术总结
本发明涉及航天器模拟预测技术领域，具体地说，涉及基于同步传输器进行分析的航天器模拟预测系统。其包括数据处理模块以及模型优化模块。本发明通过设置的数据处理模块结合各项预测数据，规划对应的模拟图像，监测人员可通过模拟图像实时确定航天器模拟过程中各项数据变化情况，通过模型优化模块结合实际航天器运行参考标准，比对模拟图像模拟数据，分析出模拟误差，并结合模拟误差实时调整仿真模型，不断完善精确仿真模型，提高仿真模型模拟数据准确度，减少模拟误差，为后期不同结构航天器以及不同环境状态下的模拟提供仿真条件。

技术研发人员：王剑峰,张俊杰,刘伟,刘瑞林
受保护的技术使用者：北京国星创图科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15