CN116257942B - 一种火箭仿真模型的确定方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种火箭仿真模型的确定方法及装置，涉及垂直回收火箭建模仿真领域。所述火箭仿真模型的确定方法，包括：获取预设语言模型库中的至少一个基础模型库组件；根据所述至少一个基础模型库组件，构建火箭仿真模型中的至少一个专用模型库；根据所述至少一个专用模型库，构建火箭仿真模型的至少一个子系统模型；根据所述预设语言，对所述至少一个子系统模型进行仿真处理，得到目标火箭仿真模型。本发明的方案通过预设语言构建火箭仿真模型的所有子系统模型，提高了火箭仿真模型的仿真效率和仿真结果的可靠性与准确性，同时降低了模型构建成本。
Description
技术领域
本发明涉及火箭建模仿真领域，特别是指一种火箭仿真模型的确定方法及装置。
背景技术
火箭的垂直回收技术是商业化可回收液体火箭的关键技术，为了实现火箭子级和助推器的垂直回收，需要对传统火箭进行大量的创新型设计，其中，火箭的整箭系统级建模与仿真分析是火箭在设计研发过程中必不可少的技术手段，覆盖火箭研发的全流程，传统的火箭整箭系统级建模与仿真具有成熟的方法、行业标准，但垂直回收火箭的建模仿真除了涉及经典飞行力学和飞控系统以外，还涉及一维流体、多体动力学等技术领域，而目前研发实践中主要采用基于多种专业领域商业仿真软件的方案独立开展垂直回收火箭建模仿真工作，如基于Matlab/Simulink进行飞行力学建模、基于AMESim进行一维流体建模、基于ADAMS进行三维多体动力学建模，这种方法虽然可解决多领域建模的问题，但是面对复杂系统级仿真则存在以下缺点：1.商业软件成本高；2.存在各个软件版本升级及不同工具间联合仿真的版本依赖问题，不便于工具链维护；3.各子系统只能通过联合仿真的方式进行集成，涉及数据交互和各软件独立求解器耦合问题，面对特征频率较高或离散事件较多的耦合必然造成仿真速度慢、效率低以及基于部分商业软件开发的模型难以获得模型及求解器源码，不利于集成到半实物仿真等集成仿真环境中。
发明内容
本发明提供一种火箭仿真模型的确定方法及装置。通过预设语言构建火箭仿真模型的所有子系统模型，提高了火箭仿真模型的仿真效率和仿真结果的可靠性与准确性。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：
本发明的实施例提出一种火箭仿真模型的确定方法，包括：
获取预设语言模型库中的至少一个基础模型库组件；
根据所述至少一个基础模型库组件，构建火箭仿真模型中的至少一个专用模型库；
根据所述至少一个专用模型库，构建火箭仿真模型的至少一个子系统模型；
根据所述预设语言，对所述至少一个子系统模型进行仿真处理，得到目标火箭仿真模型。
可选的，根据所述至少一个基础模型库组件，构建火箭仿真模型中的至少一个专用模型库，包括：
根据所述基础模型库组件，构建火箭仿真模型中的飞行力学模型库和介质库；
根据所述基础模型库组件，构建适用于各介质库中介质的一维流体元件基础库；
根据所述介质库和一维流体元件基础库，构建火箭仿真模型的流体元件专用模型库。
可选的，根据所述基础模型库组件构建火箭仿真模型中的飞行力学模型库和介质库，包括：
根据目标火箭的基础参数和基础模型库组件中的微分方程函数，构建火箭仿真模型中的飞行力学模型库；
根据目标火箭的基础参数和基础模型库组件中的流体介质库构建火箭仿真模型中低温流体和常温流体的一维液体介质库；
根据目标火箭的基础参数和基础模型库组件中的流体介质库构建火箭仿真模型中低温气体、常温气体以及高温燃气的一维气体介质库；
根据目标火箭的基础参数和基础模型库组件中的流体介质库构建火箭仿真模型中液氧、液甲烷以及液氢的两相流介质库。
可选的，根据所述基础模型库组件，构建适用于各介质库中介质的一维流体元件基础库，包括：
根据所述基础模型库组件中的流体元件库，构建适用于各介质库中介质的一维流体元件基础库。
可选的，根据所述至少一个专用模型库，构建火箭仿真模型的至少一个子系统模型，包括：
根据飞行力学模型库构建火箭仿真模型的飞行力学子系统模型；
根据所述介质库、一维流体元件基础库以及火箭仿真模型的流体元件专用模型库，构建火箭的增压输送系统模型和发动机模型；
根据基础模型库组件的三维多体库、一维机械库、电气库、电机库、信号库以及数学库，构建火箭的栅格舵展开模型和伺服机构模型；
根据基础模型库组件的基础流体库、三维多体库、一维机械库、信号库、数学库，构建火箭的缓冲器模型、支腿展开机构模型以及腿-地接触模型；
根据所述缓冲器模型、支腿展开机构模型、腿-地接触模型，构建回收支腿系统模型。
可选的，根据所述介质库、一维流体元件基础库以及火箭仿真模型的流体元件，构建火箭的增压输送系统模型和发动机模型，包括：
根据流体介质库，建立一维液体介质库、一维气体介质库、两相流介质库；
根据流体元件库，建立一维流体元件基础库；
根据所述一维液体介质库、一维气体介质库、两相流介质库和一维流体元件基础库，构建适用于火箭的流体元件；
根据基础热力学库，对适用于火箭的流体元件与外部的热交换动态过程进行建模，得到火箭的增压输送系统模型和发动机模型。
可选的，根据所述缓冲器模型、支腿展开机构模型、腿地接触模型构建回收支腿系统模型，包括：
根据三维多体库、一维机械库、电气库、电机库、信号库、数学库，构建火箭的栅格舵模型和伺服机构模型；
根据基础流体库、三维多体库、一维机械库、信号库、数学库，构建适用于火箭的缓冲器模型、支腿展开机构模型、腿地接触模型；
根据所述缓冲器模型、支腿展开机构模型、腿地接触模型，得到回收支腿系统模型。
可选的，根据所述预设语言，对所述至少一个子系统模型进行仿真处理，得到目标火箭仿真模型，包括：
根据所述预设语言，对所述至少一个子系统模型进行接口连接，得到目标火箭的连接体仿真模型；
对所述目标火箭的连接体仿真模型进行仿真处理，得到目标火箭仿真模型。
本发明的实施例还提供一种火箭仿真模型的确定装置，包括：
获取模块，用于获取预设语言模型库中的至少一个基础模型库组件；
处理模块，用于根据所述至少一个基础模型库组件，构建火箭仿真模型中的至少一个专用模型库；根据所述至少一个专用模型库，构建火箭仿真模型的至少一个子系统模型；根据所述预设语言，对所述至少一个子系统模型进行仿真处理，得到目标火箭仿真模型。
本发明的实施例还提供一种计算机可读存储介质，存储指令，当所述指令在计算机上运行时，使得计算机执行上述的火箭仿真模型的确定方法。
本发明的上述方案至少包括以下有益效果：
本发明的上述方案通过获取预设语言模型库中的至少一个基础模型库组件；根据所述至少一个基础模型库组件，构建火箭仿真模型中的至少一个专用模型库；根据所述至少一个专用模型库，构建火箭仿真模型的至少一个子系统模型；根据所述预设语言，对所述至少一个子系统模型进行仿真处理，得到目标火箭仿真模型。通过预设语言构建火箭仿真模型的所有子系统模型，提高了火箭仿真模型的仿真效率和仿真结果的可靠性与准确性，同时降低了模型构建成本。
附图说明
图1是本发明的火箭仿真模型的确定方法的流程示意图；
图2是本发明的火箭仿真模型的确定方法的模块结构意图；
图3是本发明的一种火箭仿真模型的装置的模块框示意图。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本发明的示例性实施例。虽然附图中显示了本发明的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本发明，并且能够将本发明的范围完整的传达给本领域的技术人员。
如图1所示，本发明的实施例提供一种火箭仿真模型的确定方法，包括：
步骤11，获取预设语言模型库中的至少一个基础模型库组件；
步骤12，根据所述至少一个基础模型库组件，构建火箭仿真模型中的至少一个专用模型库；
步骤13，根据所述至少一个专用模型库，构建火箭仿真模型的至少一个子系统模型；
步骤14，根据所述预设语言，对所述至少一个子系统模型进行仿真处理，得到目标火箭仿真模型。
本实施例中，通过根据预设语言模型库，构建火箭仿真模型的专用模型库和子系统模型，并将所述子系统模型进行集成和仿真处理，得到目标火箭仿真模型的方式，提高了火箭仿真模型的仿真效率和仿真结果的可靠性与准确性，同时降低了模型构建成本，同时提高了系统仿真的专业覆盖度、子系统建模的颗粒度、分析工作的精细化程度，同时还提高了研发效率、降低了研发风险和研发成本。
一种优选的实施例中，所述预设语言模型库可以为Modelica语言模型库，采用所述Modelica语言模型库可实现在同一平台的飞行动力学、三维多体动力学、一维流体、控制等多学科领域的系统耦合仿真；所述Modelica语言模型库还提供了多学科标准库、基础库，以类库、函数库的形式提供了多种物理领域常见基础模型组件和数学函数，且模型库的质量与可靠性已在各行业中得到大量验证，技术人员可基于成熟的专业库搭建各系统模型，无需编写底层基础代码，同时通过Modelica语言模型库构建的目标火箭仿真模型具有灵活的对外接口，可实现直接集成燃烧计算、星历计算的传统C代码，也可将自身模型转化为C语言，以适应大系统集成数字仿真、实时仿真、控制软件生成、嵌入其他商业软件等多种应用场景。
本发明的一个可选的实施例中，步骤12可以包括：
步骤121，根据所述基础模型库组件，构建火箭仿真模型中的飞行力学模型库和介质库；
步骤122，根据所述基础模型库组件，构建适用于各介质库中介质的一维流体元件基础库；
步骤123，根据所述介质库和一维流体元件基础库，构建火箭仿真模型的流体元件专用模型库。
本实施例中，根据所述至少一个基础模型库组件，构建火箭仿真模型中的至少一个专用模型库时，首先需要根据目标火箭（建模对象）将火箭整箭系统进行分解，构建如图2所示的层次化、可重用、可扩展的专用模型库架构，然后获取目标火箭的基础参数（建模对象的物理原理和设计性能参数），并通过所述目标火箭的基础参数和Modelica语言模型库中的基础模型库组件构建专用模型库，构建过程中，还需要通过理论验证或实测数据验证的方式测试模型库的准确性，使其响应精度能够达到系统要求。只有通过验证的模型方能入库，应用到后续的仿真建模流程中。同时专用模型库中的模型需明确对外输入输出接口、内部运算逻辑及可配置参数，以便于开展后续子系统模型的搭建。
该实施例中，所述火箭仿真模型的流体元件专用模型库包括：节流孔板、调压阀、贮箱、气瓶、涡轮泵、燃气发生器、推力室、冷却夹套等。
本发明的一个可选的实施例中，步骤121可以包括：
步骤1211，根据目标火箭的基础参数和基础模型库组件中的微分方程函数，构建火箭仿真模型中的飞行力学模型库；
步骤1212，根据目标火箭的基础参数和基础模型库组件中的流体介质库构建火箭仿真模型中低温流体和常温流体的一维液体介质库；
步骤1213，根据目标火箭的基础参数和基础模型库组件中的流体介质库构建火箭仿真模型中低温气体、常温气体以及高温燃气的一维气体介质库；
步骤1214，根据目标火箭的基础参数和基础模型库组件中的流体介质库构建火箭仿真模型中液氧、液甲烷以及液氢的两相流介质库。
本发明的一个可选的实施例中，步骤122可以包括：
根据所述基础模型库组件中的流体元件库，构建适用于各介质库中介质的一维流体元件基础库。
具体可以通过以下过程实现，基于Modelica描述微分方程的相关函数，建立飞行力学模型库；基于Modelica基础流体介质库，建立低温流体、常温流体等一维液体介质库；基于Modelica基础流体介质库，建立低温气体、常温气体、高温燃气等一维气体介质库；基于Modelica基础流体介质库，针对液氧、液甲烷、液氢建立两相流介质库；基于Modelica基础流体元件库，建立适用于上述各种介质的一维流体元件基础库，例如调压阀、节流阀、蓄压器、开关阀、涡轮、泵轮等。
本发明的一个可选的实施例中，步骤123可以包括：
基于上述各种介质库和一维流体元件基础库，构建适用于火箭的流体元件，包括节流孔板、调压阀、贮箱、气瓶、涡轮泵、燃气发生器、推力室、冷却夹套等，在火箭的流体元件开发中，可采用Modelica基础热力学库对一维流体系统与外部的热交换动态过程进行建模；基于上述各介质库构建火箭增压输送系统和发动机模型。
本发明的一个可选的实施例中，步骤13可以包括：
步骤131，根据飞行力学模型库构建火箭仿真模型的飞行力学子系统模型。
本实施例中，所述飞行力学子系统模型用于实现箭体飞行空间状态的计算；所述飞行力学子系统模型包括飞行动力学模型、飞行运动学模型、地球模型以及其他相关数学模型等；其中，所述飞行动力学模型是基于模型库组件中的六自由度刚体模型构建的，用于计算惯性坐标系下的火箭所受合力、合力矩，积分计算当前火箭的质量、质心、转动惯量等，进而得到惯性坐标系下火箭的运动状态变量；所述飞行运动学模型是基础模型库组件中的坐标系变换相关函数构建，用于计算力、扭矩及运动状态变量在不同坐标系下（惯性系、发惯系、发射系、地固系、速度系等）的转换，并得到特定含义的状态变量（如根据本体系与气流系的相对姿态、相对速度，计算攻角、侧滑角、滚动角、空速等状态变量，以便于气动力计算）以及经纬高、轨道根数等状态变量换算函数；所述地球模型用于计算地球的引力摄动、章动、自转、大气等因素，可采用直接导入C函数、导入数据表及插值、Modelica语言编写计算方程等方式实现；所述其他数学函数包括如历元时儒略日换算、相对时间与绝对时间换算等。
本发明的一个可选的实施例中，步骤13还可以包括：
步骤132，根据所述介质库、一维流体元件基础库以及火箭仿真模型的流体元件专用模型库，构建火箭的增压输送系统模型和发动机模型。
本实施例中，所述增压输送系统模型用于计算输送到发动机的推进剂的流量和压力特性，所述增压输送系统模型包括：贮箱、增压控制装置、增压电磁阀、管路、传感器、输送管、防塌防漩装置、POGO抑制装置等，建模时，按照工程实际系统架构进行搭建；所述发动机模型为液体推进剂火箭发动机，所述液体推进剂火箭发动机将输送系统输送推进剂的化学能转变成推进力，关注火箭系统级仿真性能时发动机模型可按照试验得到的MAP图数据进行简化建模，输出推进力的方向和大小，用于提供火箭动力。
本发明的一个可选的实施例中，步骤132，可以包括：
步骤1321，根据流体介质库，建立一维液体介质库、一维气体介质库、两相流介质库；
步骤1322，根据流体元件库，建立一维流体元件基础库；
步骤1323，根据所述一维液体介质库、一维气体介质库、两相流介质库和一维流体元件基础库，构建适用于火箭的流体元件；
步骤1324，根据基础热力学库，对适用于火箭的流体元件与外部的热交换动态过程进行建模，得到火箭的增压输送系统模型和发动机模型。
本发明的一个可选的实施例中，步骤13还可以包括：
步骤133，根据基础模型库组件的三维多体库、一维机械库、电气库、电机库、信号库以及数学库，构建火箭的栅格舵展开模型和伺服机构模型。
本实施例中，所述栅格舵展开模型中的栅格舵是能够实现火箭回收的关键飞行姿态控制装置，在火箭回收精准落区发挥了重要作用，构建栅格舵舵面三维多体动力学模型、驱动电机模型、传动机构模型及舵控制模型等，可实现栅格舵收放动作模拟，并计算对火箭箭体的控制作用力；
该实施例中，所述伺服机构模型是火箭飞行控制执行系统，负责通过接受电信号指令，实现精准的机械跟随，进而达到控制火箭飞行姿态的目的。基于各基础库构建火箭伺服机构模型，接收来自飞控系统的控制指令，计算伺服机构位置、角度等信号的动态响应，实现操控发动机喷管或舵面等执行机构运动的目的。
本发明的一个可选的实施例中，步骤13还可以包括：
步骤134，根据基础模型库组件的基础流体库、三维多体库、一维机械库、信号库、数学库，构建火箭的缓冲器模型、支腿展开机构模型以及腿-地接触模型；
步骤135，根据所述缓冲器模型、支腿展开机构模型、腿-地接触模型，构建回收支腿系统模型。
本实施例中，所述回收支腿系统模型用于在火箭子级回收时支撑火箭发动机，一种优选的实施例中，所述回收支腿系统模型包括：主腿结构（缓冲器模型和腿-地接触模型）和支腿展开机构模型，可以改善火箭子级回收过程的着陆稳定性，确保安全回收；回收支腿系统模型通过三维多体库构建主腿模型，通过电机库、液压库、信号库、机械库等构建支腿展开机构模型，回收支腿系统模型安装于箭体结构上，在接地瞬间承受箭体惯性载荷和地面冲击载荷，计算箭体着陆动力学特性并将其力学载荷特征用于相关结构设计。
本发明的一个可选的实施例中，步骤135可以包括：
将缓冲器模型、支腿展开机构模型、腿地接触模型进行组装，得到回收支腿系统模型。
具体地，基于Modelica三维多体库、一维机械库、电气库、电机库、信号库、数学库构建栅格舵展开机构、伺服机构模型；
基于Modelica基础流体库、三维多体库、一维机械库、信号库、数学库构建缓冲器模型、支腿展开机构模型、腿-地接触模型；
将缓冲器模型、支腿展开机构模型、腿地接触模型进行组装，得到回收支腿系统模型。
本发明的一个可选的实施例中，步骤14可以包括：
步骤141，根据所述预设语言，对所述至少一个子系统模型进行接口连接，得到目标火箭的连接体仿真模型；
步骤142，对所述目标火箭的连接体仿真模型进行仿真处理，得到目标火箭仿真模型。
具体地，将火箭仿真模型的飞行力学子系统模型、增压输送系统模型和发动机模型、栅格舵展开模型和伺服机构模型、缓冲器模型、支腿展开机构模型以及腿-地接触模型进行集成，构建整箭级系统模型。
系统集成主要指的是考虑各组成子系统相互之间的关联关系，例如贮箱中推进剂剩余量对飞行动力学中晃动特性的影响，飞行力学中的整箭轴向视加速度对增压输送系统中输出压力及发动机推力的影响，整箭六自由度运动状态和腿-地接触之间的相互耦合关系等；基于集成后的整箭级系统模型实现仿真分析与系统优化，包括总体方案分析、关键参数优化、控制系统测试验证等工作。
本实施例中，首先对火箭仿真模型的飞行力学子系统模型、增压输送系统模型、发动机模型、栅格舵展开模型、伺服机构模型、缓冲器模型、支腿展开机构模型、腿地接触模型以及回收支腿系统模型等进行接口连接，并通过Modelica的Ｃ代码集成函数，进行子系统模型的集成，构建目标火箭的连接体仿真模型；其中，所述子系统模型的集成主要指的是考虑各个子系统模型相互之间的关联关系，对各个子系统模型进行集成，例如贮箱中推进剂剩余量对飞行动力学中晃动特性的影响，飞行力学中的整箭轴向视加速度对增压输送系统模型中输出压力及发动机推力的影响，整箭六自由度运动状态和腿-地接触之间的相互耦合关系等；然后对所述目标火箭的连接体仿真模型进行仿真处理，并获取目标火箭仿真模型；其中，所述仿真处理包括：对所述目标火箭的连接体仿真模型进行调试、校验使其达到所需的精度，确保模型的准确性与可靠性。
如图2所示，一种垂直回收火箭系统仿真模型确定方法一具体实现实例包括：
步骤21，将垂直回收火箭的整箭系统进行分解，确定多个专用模型库，其中，所述专用模型库需依据建模对象的物理原理和设计性能参数，基于基础模型库组件进行二次开发构建，并通过理论验证或实测数据验证的方式测试模型库的准确性，使其响应精度能够达到系统要求，通过验证的专用模型库，应用到后续的仿真建模流程，使得火箭仿真模型的精度更高；同时专用模型库需明确对外输入输出接口、内部运算逻辑及可配置参数，以便于开展后续子系统模型的搭建。
步骤22，基于步骤21的专业模型库以及Modelica的基础模型库组件构建垂直回收火箭各领域的子系统模型，构建时可采用拖拽、连线的方式，实例化模型库中模型，搭建各领域子系统模型，搭建完成的子系统模型需要经过调试、校验使其达到所需的精度，确保模型的准确性与可靠性。
步骤23，将各领域子系统模型进行系统级集成，构建垂直回收火箭的连接体仿真模型，所述系统级集成主要指的是考虑各组成子系统模型相互之间的关联关系，根据关联关系进行集成，例如贮箱中推进剂剩余量对飞行动力学中晃动特性的影响，飞行力学中的整箭轴向视加速度对增压输送系统模型中输出压力及发动机推力的影响，整箭六自由度运动状态和腿-地接触之间的相互耦合关系等。
步骤24，对垂直回收火箭的连接体仿真模型进行调试、校验使其达到所需的精度，并获取垂直回收火箭系统仿真模型，校验后的垂直回收火箭系统仿真模型，可用于仿真分析与系统优化，包括辅助控制策略研发验证、部组件关键参数设计优化、系统性能分析等，可支持垂直回收火箭系统研发的全流程，包括方案论证、子系统指标分解、详细设计、测试验证、故障分析等，并可以应用于全数字仿真、半实物仿真、数字伴飞、故障复盘等多种应用场景。
本发明提供的一种基于Modelica语言的垂直回收火箭系统仿真模型确定方法的具体实现过程如下：
步骤211，基于Modelica基础模型库组件中的微分方程的相关函数，建立飞行力学模型库；
步骤212，基于Modelica基础模型库组件中的流体介质库，建立低温流体、常温流体等一维液体介质库；
步骤213，基于Modelica基础模型库组件中的流体介质库，建立低温气体、常温气体、高温燃气等一维气体介质库；
步骤214，基于Modelica基础模型库组件中的流体介质库，针对液氧、液甲烷、液氢建立两相流介质库；
步骤215，基于Modelica基础模型库组件中的流体元件库，建立适用于上述各种介质的一维流体元件基础库，例如调压阀、节流阀、蓄压器、开关阀、涡轮、泵轮等；
步骤216，基于上述各种介质库和一维流体元件基础库，构建适用于火箭的流体元件，包括节流孔板、调压阀、贮箱、气瓶、涡轮泵、燃气发生器、推力室、冷却夹套等，在火箭的流体元件开发中，可采用Modelica基础热力学库对一维流体系统与外部的热交换动态过程进行建模；
步骤217，基于步骤211，建立飞行力学模型库；
步骤218，基于步骤212-步骤216，构建火箭增压输送系统模型和发动机模型；
步骤219，基于Modelica基础模型库组件中的三维多体库、一维机械库、电气库、电机库、信号库、数学库构建栅格舵展开模型、伺服机构模型；
步骤220，基于Modelica基础模型库组件中的流体库、三维多体库、一维机械库、信号库、数学库构建缓冲器模型、支腿展开机构模型、腿-地接触模型；
步骤221，基于步骤210，建立回收支腿系统模型；
步骤222，基于Modelica基础模型库组件中的Ｃ代码集成函数，将多种经典Ｃ模型进行集成，例如可以将燃烧计算Ｃ程序与发动机一维流体模型进行集成；
步骤223，将步骤217、步骤218、步骤219以及步骤222中的子系统模型进行集成，构建垂直回收火箭仿真模型的连接体仿真模型；
步骤224，基于集成后的连接体仿真模型实现仿真分析与系统优化，包括总体方案分析、关键参数优化、控制系统测试验证等工作。
本发明的具体实施例中，所述的基于Modelica语言的垂直回收火箭系统仿真建模分析方法，解决了垂直回收火箭面临的多学科仿真问题。该方法可实现降低火箭研发工具链复杂度，提高系统仿真的专业覆盖度、子系统建模的颗粒度、分析工作的精细化程度，提高研发效率、降低研发风险。
本发明所述的火箭仿真模型的确定方法，实现了在统一的开发语言环境下，对火箭的一维流体、飞行动力学、多体动力学、电气、控制等技术领域的建模，并集成为系统级仿真模型，可适用于垂直回收火箭的建模分析流程，包括辅助控制策略研发验证、部组件关键参数设计优化、系统性能分析等，可支持垂直回收火箭系统研发的全流程，包括方案论证、子系统指标分解、详细设计、测试验证、故障分析等，并可以应用于全数字仿真、半实物仿真、数字伴飞、故障复盘等多种应用场景。
如图3所示，本发明的实施例还提供一种火箭仿真模型的确定装置30，包括：
获取模块31，用于获取预设语言模型库中的至少一个基础模型库组件；
处理模块32，用于根据所述至少一个基础模型库组件，构建火箭仿真模型中的至少一个专用模型库；根据所述至少一个专用模型库，构建火箭仿真模型的至少一个子系统模型；根据所述预设语言，对所述至少一个子系统模型进行仿真处理，得到目标火箭仿真模型。
可选的，根据所述至少一个基础模型库组件，构建火箭仿真模型中的至少一个专用模型库，包括：
根据所述基础模型库组件，构建火箭仿真模型中的飞行力学模型库和介质库；
根据所述基础模型库组件，构建适用于各介质库中介质的一维流体元件基础库；
根据所述介质库和一维流体元件基础库，构建火箭仿真模型的流体元件专用模型库。
可选的，根据所述基础模型库组件构建火箭仿真模型中的飞行力学模型库和介质库，包括：
根据目标火箭的基础参数和基础模型库组件中的微分方程函数，构建火箭仿真模型中的飞行力学模型库；
根据目标火箭的基础参数和基础模型库组件中的流体介质库构建火箭仿真模型中低温流体和常温流体的一维液体介质库；
根据目标火箭的基础参数和基础模型库组件中的流体介质库构建火箭仿真模型中低温气体、常温气体以及高温燃气的一维气体介质库；
根据目标火箭的基础参数和基础模型库组件中的流体介质库构建火箭仿真模型中液氧、液甲烷以及液氢的两相流介质库。
可选的，根据所述基础模型库组件，构建适用于各介质库中介质的一维流体元件基础库，包括：
根据所述基础模型库组件中的流体元件库，构建适用于各介质库中介质的一维流体元件基础库。
可选的，根据所述至少一个专用模型库，构建火箭仿真模型的至少一个子系统模型，包括：
根据飞行力学模型库构建火箭仿真模型的飞行力学子系统模型；
根据所述介质库、一维流体元件基础库以及火箭仿真模型的流体元件专用模型库，构建火箭的增压输送系统模型和发动机模型；
根据基础模型库组件的三维多体库、一维机械库、电气库、电机库、信号库以及数学库，构建火箭的栅格舵展开模型和伺服机构模型；
根据基础模型库组件的基础流体库、三维多体库、一维机械库、信号库、数学库，构建火箭的缓冲器模型、支腿展开机构模型以及腿-地接触模型；
根据所述缓冲器模型、支腿展开机构模型、腿-地接触模型，构建回收支腿系统模型。
可选的，根据所述介质库、一维流体元件基础库以及火箭仿真模型的流体元件，构建火箭的增压输送系统模型和发动机模型，包括：
根据流体介质库，建立一维液体介质库、一维气体介质库、两相流介质库；
根据流体元件库，建立一维流体元件基础库；
根据所述一维液体介质库、一维气体介质库、两相流介质库和一维流体元件基础库，构建适用于火箭的流体元件；
根据基础热力学库，对适用于火箭的流体元件与外部的热交换动态过程进行建模，得到火箭的增压输送系统模型和发动机模型。
可选的，根据所述缓冲器模型、支腿展开机构模型、腿地接触模型构建回收支腿系统模型，包括：
根据三维多体库、一维机械库、电气库、电机库、信号库、数学库，构建火箭的栅格舵模型和伺服机构模型；
根据基础流体库、三维多体库、一维机械库、信号库、数学库，构建适用于火箭的缓冲器模型、支腿展开机构模型、腿地接触模型；
根据所述缓冲器模型、支腿展开机构模型、腿地接触模型，得到回收支腿系统模型。
可选的，根据所述预设语言，对所述至少一个子系统模型进行仿真处理，得到目标火箭仿真模型，包括：
根据所述预设语言，对所述至少一个子系统模型进行接口连接，得到目标火箭的连接体仿真模型；
对所述目标火箭的连接体仿真模型进行仿真处理，得到目标火箭仿真模型。
需要说明的是，该装置是与上述火箭仿真模型的确定方法对应的装置，上述方法中所有实现方式均适用于该装置的实施例中，也能达到相同的技术效果。
本发明的实施例还提供一种计算设备，包括：处理器、存储有计算机程序的存储器，所述计算机程序被处理器运行时，执行上述的火箭仿真模型的确定方法。上述方法实施例中的所有实现方式均适用于该实施例中，也能达到相同的技术效果。
本发明的实施例还提供一种计算机可读存储介质，存储指令，当所述指令在计算机上运行时，使得计算机执行上述的火箭仿真模型的确定方法。上述各方法实施例中的所有实现方式均适用于该实施例中，也能达到相同的技术效果。
本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统、装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
在本发明所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。
所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
此外，需要指出的是，在本发明的装置和方法中，显然，各部件或各步骤是可以分解和/或重新组合的。这些分解和/或重新组合应视为本发明的等效方案。并且，执行上述系列处理的步骤可以自然地按照说明的顺序按时间顺序执行，但是并不需要一定按照时间顺序执行，某些步骤可以并行或彼此独立地执行。对本领域的普通技术人员而言，能够理解本发明的方法和装置的全部或者任何步骤或者部件，可以在任何计算装置（包括处理器、存储介质等）或者计算装置的网络中，以硬件、固件、软件或者它们的组合加以实现，这是本领域普通技术人员在阅读了本发明的说明的情况下运用他们的基本编程技能就能实现的。
因此，本发明的目的还可以通过在任何计算装置上运行一个程序或者一组程序来实现。所述计算装置可以是公知的通用装置。因此，本发明的目的也可 以仅仅通过提供包含实现所述方法或者装置的程序代码的程序产品来实现。也就是说，这样的程序产品也构成本发明，并且存储有这样的程序产品的存储介质也构成本发明。显然，所述存储介质可以是任何公知的存储介质或者将来所开发出来的任何存储介质。还需要指出的是，在本发明的装置和方法中，显然，各部件或各步骤是可以分解和/或重新组合的。这些分解和/或重新组合应视为本发明的等效方案。并且，执行上述系列处理的步骤可以自然地按照说明的顺序按时间顺序执行，但是并不需要一定按照时间顺序执行。某些步骤可以并行或彼此独立地执行。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (6)
1.一种火箭仿真模型的确定方法，其特征在于，包括：
获取预设语言模型库中的至少一个基础模型库组件；
根据所述至少一个基础模型库组件，构建火箭仿真模型中的至少一个专用模型库；
根据所述至少一个专用模型库，构建火箭仿真模型的至少一个子系统模型；
根据所述预设语言，对所述至少一个子系统模型进行仿真处理，得到目标火箭仿真模型；
其中，根据所述至少一个基础模型库组件，构建火箭仿真模型中的至少一个专用模型库，包括：
根据所述基础模型库组件，构建火箭仿真模型中的飞行力学模型库和介质库；
根据所述基础模型库组件，构建适用于各介质库中介质的一维流体元件基础库；
根据所述介质库和一维流体元件基础库，构建火箭仿真模型的流体元件专用模型库；
根据所述至少一个专用模型库，构建火箭仿真模型的至少一个子系统模型，包括：
根据飞行力学模型库构建火箭仿真模型的飞行力学子系统模型；
根据所述介质库、一维流体元件基础库以及火箭仿真模型的流体元件专用模型库，构建火箭的增压输送系统模型和发动机模型；
根据基础模型库组件的三维多体库、一维机械库、电气库、电机库、信号库以及数学库，构建火箭的栅格舵展开模型和伺服机构模型；
根据基础模型库组件的基础流体库、三维多体库、一维机械库、信号库、数学库，构建火箭的缓冲器模型、支腿展开机构模型以及腿-地接触模型；
根据所述缓冲器模型、支腿展开机构模型、腿-地接触模型，构建回收支腿系统模型；
根据所述介质库、一维流体元件基础库以及火箭仿真模型的流体元件，构建火箭的增压输送系统模型和发动机模型，包括：
根据流体介质库，建立一维液体介质库、一维气体介质库、两相流介质库；
根据流体元件库，建立一维流体元件基础库；
根据所述一维液体介质库、一维气体介质库、两相流介质库和一维流体元件基础库，构建适用于火箭的流体元件；
根据基础热力学库，对适用于火箭的流体元件与外部的热交换动态过程进行建模，得到火箭的增压输送系统模型和发动机模型；
根据所述预设语言，对所述至少一个子系统模型进行仿真处理，得到目标火箭仿真模型，包括：
根据所述预设语言，对所述至少一个子系统模型进行接口连接，得到目标火箭的连接体仿真模型；
对所述目标火箭的连接体仿真模型进行仿真处理，得到目标火箭仿真模型。
2.根据权利要求1所述的火箭仿真模型的确定方法，其特征在于，根据所述基础模型库组件构建火箭仿真模型中的飞行力学模型库和介质库，包括：
根据目标火箭的基础参数和基础模型库组件中的微分方程函数，构建火箭仿真模型中的飞行力学模型库；
根据目标火箭的基础参数和基础模型库组件中的流体介质库构建火箭仿真模型中低温流体和常温流体的一维液体介质库；
根据目标火箭的基础参数和基础模型库组件中的流体介质库构建火箭仿真模型中低温气体、常温气体以及高温燃气的一维气体介质库；
根据目标火箭的基础参数和基础模型库组件中的流体介质库构建火箭仿真模型中液氧、液甲烷以及液氢的两相流介质库。
3.根据权利要求1所述的火箭仿真模型的确定方法，其特征在于，根据所述基础模型库组件，构建适用于各介质库中介质的一维流体元件基础库，包括：
根据所述基础模型库组件中的流体元件库，构建适用于各介质库中介质的一维流体元件基础库。
4.根据权利要求1所述的火箭仿真模型的确定方法，其特征在于，根据所述缓冲器模型、支腿展开机构模型、腿地接触模型构建回收支腿系统模型，包括：
根据三维多体库、一维机械库、电气库、电机库、信号库、数学库，构建火箭的栅格舵模型和伺服机构模型；
根据基础流体库、三维多体库、一维机械库、信号库、数学库，构建适用于火箭的缓冲器模型、支腿展开机构模型、腿地接触模型；
根据所述缓冲器模型、支腿展开机构模型、腿地接触模型，得到回收支腿系统模型。
5.一种火箭仿真模型的确定装置，其特征在于，包括：
获取模块，用于获取预设语言模型库中的至少一个基础模型库组件；
处理模块，用于根据所述至少一个基础模型库组件，构建火箭仿真模型中的至少一个专用模型库；根据所述至少一个专用模型库，构建火箭仿真模型的至少一个子系统模型；根据所述预设语言，对所述至少一个子系统模型进行仿真处理，得到目标火箭仿真模型；
其中，根据所述至少一个基础模型库组件，构建火箭仿真模型中的至少一个专用模型库，包括：
根据所述基础模型库组件，构建火箭仿真模型中的飞行力学模型库和介质库；
根据所述基础模型库组件，构建适用于各介质库中介质的一维流体元件基础库；
根据所述介质库和一维流体元件基础库，构建火箭仿真模型的流体元件专用模型库；
根据所述至少一个专用模型库，构建火箭仿真模型的至少一个子系统模型，包括：
根据飞行力学模型库构建火箭仿真模型的飞行力学子系统模型；
根据所述介质库、一维流体元件基础库以及火箭仿真模型的流体元件专用模型库，构建火箭的增压输送系统模型和发动机模型；
根据基础模型库组件的三维多体库、一维机械库、电气库、电机库、信号库以及数学库，构建火箭的栅格舵展开模型和伺服机构模型；
根据基础模型库组件的基础流体库、三维多体库、一维机械库、信号库、数学库，构建火箭的缓冲器模型、支腿展开机构模型以及腿-地接触模型；
根据所述缓冲器模型、支腿展开机构模型、腿-地接触模型，构建回收支腿系统模型；
根据所述介质库、一维流体元件基础库以及火箭仿真模型的流体元件，构建火箭的增压输送系统模型和发动机模型，包括：
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根据流体元件库，建立一维流体元件基础库；
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对所述目标火箭的连接体仿真模型进行仿真处理，得到目标火箭仿真模型。
6.一种计算机可读存储介质，其特征在于，存储指令，当所述指令在计算机上运行时，使得计算机执行如权利要求1至4任一项所述的方法。
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