一種運載火箭控制系統半實物仿真試驗系統及方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種運載火箭控制系統半實物仿真試驗系統及方法。
【背景技術】
[0002] 運載火箭控制系統半仿真試驗驗證是運載火箭研制過程中不可或缺的技術手段， 試驗報告是對半實物仿真試驗的過程總結，是試驗任務完成的重要標志和對試驗對象評估 的重要依據。試驗報告的主要內容之一是對試驗結果的統計。
[0003] 試驗報告對試驗過程中所使用的各類設備、試驗狀態以及試驗結果、試驗數據統 計結果等以表格化的形式進行記錄。由于每次試驗所需要驗證的狀態組合很多，因此產生 的試驗結果數據文件有成百上千甚至幾千個，每一個試驗結果數據文件稱之為一條曲線， 并且對應一個試驗結果數據編號。試驗報告中需要把試驗狀態以及該試驗狀態下產生的試 驗結果數據編號進行整理，用于對試驗結果數據的分析。如果試驗狀態和試驗結果數據編 號對應錯誤則會導致錯誤的分析結果，產生錯誤的結論。以往采取人工方式對試驗結果進 行整理然后編寫試驗報告則造成了繁瑣的低水平重復性勞動，一般需要耗費5人日，而且 容易出錯。
【發明內容】
[0004] 本發明所要解決的技術問題是：提供一種運載火箭控制系統半實物仿真試驗系統 及方法，能夠快速、自動生成仿真試驗報告，保證試驗結果數據和試驗狀態的一致性。
[0005] 本發明的技術方案是：
[0006] -種運載火箭控制系統半實物仿真試驗系統，包括半實物仿真模塊、試驗狀態參 數配置信息文件、仿真試驗數據庫、數據接口模塊和仿真試驗報告生成模塊；
[0007] 試驗狀態參數配置信息文件對試驗狀態參數進行配置；
[0008] 半實物仿真模塊包括仿真模型文件，在仿真模型文件中定義了試驗狀態參數數 組、實現了仿真模型，并將試驗狀態參數與仿真模型進行關聯；半實物仿真模塊通過運行仿 真模型文件讀入試驗狀態參數配置信息文件獲得試驗狀態參數，解算仿真模型，產生仿真 試驗結果數據，并將仿真試驗結果數據通過數據接口模塊發送至仿真試驗數據庫；
[0009] 仿真試驗數據庫通過數據接口模塊讀試驗狀態參數配置信息文件獲得試驗狀態 參數，仿真試驗數據庫自動生成試驗結果數據編號，仿真試驗數據庫通過數據接口模塊獲 得仿真試驗結果數據，并對試驗狀態參數、試驗結果數據編號和試驗結果數據進行存儲； [0010]仿真試驗報告生成模塊包含仿真試驗報告模板和數據字典；仿真試驗報告模板定 義了仿真試驗報告的文檔結構表，數據字典包括試驗狀態參數數組中所有試驗狀態參數對 應的變量名稱，試驗狀態參數不同的取值，試驗狀態參數不同的取值所對應的仿真試驗報 告中的語義；
[0011] 仿真試驗報告生成模塊根據仿真試驗報告模板定義的文檔結構表從仿真試驗數 據庫中提取試驗狀態參數和試驗結果數據編號，根據提取的試驗狀態參數查詢數據字典獲 得對應的語義，并將對應的語義及試驗結果數據編號添加至仿真試驗報告模板定義的文檔 結構表中，最終生成仿真試驗報告。
[0012] 試驗狀態參數數組包括仿真試驗中所使用的單機狀態變量HITL，試驗時所施加的 偏差狀態變量bias，仿真試驗中加入的故障模式變量fault_type。
[0013] 在故障狀態仿真時，所述文檔結構表包括序號、偏差狀態、單機狀態、故障模式和 數據編號。
[0014] 所述數據字典包括偏差狀態變量bias、取值及對應的語義；單機狀態變量HITL、 取值及對應的語義，故障模式變量fault_type、取值及對應的語義。
[0015] 一種運載火箭控制系統半實物仿真試驗方法，包括如下步驟：
[0016] 第一步，通過試驗狀態參數配置信息文件設置試驗狀態參數；
[0017] 第二步，在仿真模型文件中定義試驗狀態參數數組、實現了仿真模型，并將試驗狀 態參數與仿真模型進行關聯；通過運行仿真模型文件讀入試驗狀態參數配置信息文件獲得 試驗狀態參數，解算仿真模型，產生仿真試驗結果數據；
[0018] 第三步，通過讀試驗狀態參數配置信息文件獲得試驗狀態參數，自動生成試驗結 果數據編號，對試驗狀態參數、試驗結果數據編號和仿真試驗結果數據進行存儲；
[0019] 第四步，建立仿真試驗報告模板；仿真試驗報告模板定義了仿真試驗報告的文檔 結構表；
[0020] 第五步，設置數據字典；數據字典包括試驗狀態參數數組中所有試驗狀態參數對 應的變量名稱，試驗狀態參數不同的取值，試驗狀態參數不同的取值所對應的仿真試驗報 告中的語義；
[0021] 第六步，根據仿真試驗報告模板定義的文檔結構表提取存儲的試驗狀態和試驗結 果數據編號；
[0022] 第七步，根據提取的試驗狀態參數查詢數據字典獲得對應的語義，并將對應的語 義及試驗結果數據編號添加至仿真試驗報告模板定義的文檔結構表中，最終生成仿真試驗 報告。
[0023] 本發明與現有技術相比，具有如下優點：
[0024] 本發明通過改變試驗狀態參數配置信息文件，可以改變試驗狀態配置參數，從而 實現仿真試驗狀態的切換。通過數據接口模塊仿真試驗結果數據以及仿真試驗狀態參數被 保存到仿真試驗數據庫中。通過采用數據字典、試驗報告模板和仿真試驗數據庫自動生成 試驗報告；數據字典定義了試驗狀態參數變量名稱、取值和語義，試驗狀態參數變量名稱、 取值應用于對半實物仿真試驗模塊實現對仿真試驗狀態的設定，試驗狀態參數變量取值和 語義相對應構成仿真試驗狀態的直譯，由半實物仿真模塊中所使用的數字直譯為仿真試驗 報告中的語義并寫入仿真試驗報告的表格中；從而在能夠快速、自動生成仿真試驗報告的 同時，保證試驗結果數據和試驗狀態的一致性。
【附圖說明】
[0025] 圖1為本發明的半實物仿真試驗系統構成圖。
[0026] 圖2為本發明的半實物仿真試驗方法流程圖。
【具體實施方式】
[0027] 如圖1所示，運載火箭控制系統半實物仿真試驗系統包括半實物仿真模塊、試驗 狀態參數配置信息文件、仿真試驗數據庫、數據接口模塊和仿真試驗報告生成模塊。
[0028] 半實物仿真模塊包括仿真模型文件，在仿真模型文件中定義了試驗狀態參數數 組、實現了仿真模型，并將試驗狀態參數與仿真模型進行關聯。半實物仿真模塊通過運行仿 真模型文件讀入試驗狀態參數配置信息文件獲得試驗狀態參數，解算仿真模型，產生仿真 試驗結果數據，并將仿真試驗結果數據通過數據接口模塊發送至仿真試驗數據庫。所述試 驗狀態參數數組例如包括仿真試驗中所使用的單機狀態變量HITL，試驗時所施加的偏差狀 態變量bias，仿真試驗中加入的故障模式變量fault_type。運載火箭控制系統的仿真模型 包括箭體運動模型、控制律模型、慣組模型、伺服機構模型等。例如，在控制律模型中，令a0 =(1+0. 2*bias)*a0,當偏差變量bias取為1，則將控制律中的靜態增益aO變為初始設定 值的1. 2倍，從而實現了控制律模型與試驗狀態的關聯。
[0029] 試驗狀態參數配置信息文件對試驗狀態參數進行配置。例如給單機狀態變量HITL 賦值為〇,偏差狀態變量bias賦值為1，故障模式變量fault_type賦值為2。
[0030] 仿真試驗數據庫實現對半實物仿真試驗結果的存儲，半實物仿真試驗結果包括試 驗狀態、試驗結果數據編號和試驗結果數據。仿真試驗數據庫通過數據接口模塊讀取試驗 狀態參數配置信息文件，并進行解析獲得試驗狀態。試驗結果數據編號在試驗狀態參數配 置信息文件設置。試驗結果數據來自于半實物仿真模塊。
[0031] 仿真試驗報告生成模塊包含仿真試驗報告模板和數據字典；仿真試驗報告模板定 義了仿真試驗報告的文檔結構表；數據字典包括試驗狀態參數數組中所有試驗狀態參數對 應的變量名稱，試驗狀態參數不同的取值，試驗狀態參數不同的取值所對應的仿真試驗報 告中的語義；實現仿真試驗數據庫中的試驗狀態參數與仿真試驗報告中試驗