CN117910277A - 一种液体火箭发动机组件元模型建模方法、装置及电子设备 - Google Patents
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Abstract
本申请公开一种液体火箭发动机组件元模型建模方法、装置及电子设备，涉及液体火箭发动机技术领域。方法包括：建立组件元模型库；基于目标系统架构搭建模型需求数据从相应的组件元模型库中选取组件模型搭建对应的目标系统架构模型；基于组件元模型库中对应的仿真模型将目标系统架构模型转化为仿真系统架构模型；对仿真系统架构模型进行仿真验证，确定目标系统架构模型的准确度。发动机系统不同的架构模型从同一组件库中选取，增强了模型的规范性与通用性；通过一定手段将系统物理架构模型转化为可仿真的仿真模型进行仿真验证，摆脱了人工验证的单一方式，在保证建模可靠性性的同时可以快速的完成模型建模，节约时间并且提高系统架构搭建的效率。
Description
技术领域
本申请涉及液体火箭发动机技术领域，尤其涉及一种液体火箭发动机组件元模型建模方法、装置及电子设备。
背景技术
基于模型的系统工程方法（MBSE）研制信息以模型本身承载，旨在于提高研制质量。它的应用可以提高任务功能指标设计的优化水平，并结合任务功能指标层层分解和落实精细化管理，提升工程的整体效益。
在液体火箭发动机领域的MBSE实施初期，通过SysML（系统建模）语言搭建发动机系统的架构模型时，由于SysML语言自身不包含液体火箭发动机的元模型，进行系统架构模型的搭建需要先进行组件级的模型建模，再进行系统级的模型建模。
该过程虽然也能满足系统架构模型的顺利搭建，但是液体火箭发动机系统是一个较为复杂的系统，包含流动、燃烧和液压等组件，每一次重新进行组件级别的模型搭建既浪费了大量的时间、降低了系统架构模型搭建的效率，也不利于组件的重复使用与迭代模型的信息传递。
因此，亟需一种液体火箭发动机组件元模型建模方法来快速的完成模型建模，节约时间并且提高系统架构搭建的效率。
发明内容
本申请的目的在于提供一种液体火箭发动机组件元模型建模方法、装置及电子设备，用于快速的完成模型建模，节约时间并且提高系统架构搭建的效率。
第一方面，本申请提供一种液体火箭发动机组件元模型建模方法，所述方法包括：
建立组件元模型库；
基于目标系统架构搭建模型需求数据从相应的所述组件元模型库中选取组件模型搭建对应的目标系统架构模型；
基于所述组件元模型库中对应的仿真模型将所述目标系统架构模型转化为仿真系统架构模型；
对所述仿真系统架构模型进行仿真验证，确定所述目标系统架构模型的准确度。
采用上述技术方案的情况下，本申请实施例提供的液体火箭发动机组件元模型建模方法，建立组件元模型库；基于目标系统架构搭建模型需求数据从相应的所述组件元模型库中选取组件模型搭建对应的目标系统架构模型；基于所述组件元模型库中对应的仿真模型将所述目标系统架构模型转化为仿真系统架构模型；对所述仿真系统架构模型进行仿真验证，确定所述目标系统架构模型的准确度；从模型的规范性角度来讲，发动机系统不同的架构模型从同一组件库中选取，这样模型与模型之间底层的基础模型是一致的，增强了模型的规范性与通用性。组件库中同一组件可以有多种不同的类型可供用户进行选择，增加了通用性的同时组件本身的特性也不会消弱，将组件模型搭建成系统的物理架构模型之后，通过一定手段将系统物理架构模型转化为可仿真的仿真模型进行仿真验证，摆脱了人工验证的单一方式，将人工主观的验证方式变为相对客观的对比评价方式，增强了模型验证的说服力，进一步的，在保证建模可靠性性的同时可以快速的完成模型建模，节约时间并且提高系统架构搭建的效率。
在一种可能的实现方式中，所述建立组件元模型库，包括：
建立基于预设系统建模语言的需求模型；
建立基于预设系统建模语言的功能模型；
建立基于预设系统建模语言的逻辑架构模型；
建立性能仿真模型。
在一种可能的实现方式中，所述建立基于预设系统建模语言的需求模型，包括：
通过继承关系将原有需求模型进行集成，形成拓展模型；
将缺少的需求部分进行补充；
将来源信息设置为预设来源信息内容，以得到完成的拓展元模型；
基于定制信息确定正式使用所述拓展元模型进行建模时的出现位置，完成所述需求模型的建立。
在一种可能的实现方式中，所述预设来源信息内容包括可编辑的文本、可选择信息，或对于是否经过校核设置为布尔表达式。
在一种可能的实现方式中，所述建立基于预设系统建模语言的逻辑架构模型，包括：
对各组件基本模型进行抽象化处理，确定所述各组件基本模型的具体参数；
确定所述各组件基本模型结合对应的数学模型并进行区分，完成基本组件模型拓展；
对组件的不同接口进行抽象化分类，并分别建模，完成接口模型拓展；
对于预设专用型号模型进行建模，完成所有的组件模型拓展，确定对应的组件库；
基于定制信息确定建模时的菜单中显示对应的可供选择的所述组件库中的模型。
在一种可能的实现方式中，所述基于所述组件元模型库中对应的仿真模型对所述仿真系统架构模型进行仿真验证，确定所述目标系统架构模型的准确度，包括：
基于所述性能仿真模型对所述仿真系统架构模型进行仿真验证，确定仿真结果；
基于所述仿真结果，通过与对应的所述目标系统架构模型的试验结果进行验证，确定所述目标系统架构模型的准确度。
在一种可能的实现方式中，所述基于所述仿真结果，通过与对应的所述目标系统架构模型的试验结果进行验证，确定所述目标系统架构模型的准确度，包括：
确定所述仿真结果与对应的所述目标系统架构模型的试验结果的偏差值；
在所述偏差值在预设偏差范围内时，确定所述目标系统架构模型对应的设计参数为目标设计参数。
在一种可能的实现方式中，所述基于所述性能仿真模型对所述仿真系统架构模型进行仿真验证，确定仿真结果，包括：
基于所述性能仿真模型对所述仿真系统架构模型进行计算验证，当所述仿真系统模型处于可仿真状态时，确定所述仿真系统机构模型对应的组件的数学模型为目标数学模型，并确定对应的仿真设计参数对应的性能参数。
第二方面，本申请还提供一种液体火箭发动机组件元模型建模装置，用于实现第一方面任一所述的液体火箭发动机组件元模型建模方法，所述装置包括：
建立模块，用于建立组件元模型库；
选取模块，用于基于目标系统架构搭建模型需求数据从相应的所述组件元模型库中选取组件模型搭建对应的目标系统架构模型；
转化模块，用于基于所述组件元模型库中对应的仿真模型将所述目标系统架构模型转化为仿真系统架构模型；
确定模块，用于对所述仿真系统架构模型进行仿真验证，确定所述目标系统架构模型的准确度。
在一种可能的实现方式中，所述建立模块包括：
第一建立子模块，用于建立基于预设系统建模语言的需求模型；
第二建立子模块，用于建立基于预设系统建模语言的功能模型；
第三建立子模块，用于建立基于预设系统建模语言的逻辑架构模型；
第四建立子模块，用于建立性能仿真模型。
在一种可能的实现方式中，所述第一建立子模块包括：
集成单元，用于通过继承关系将原有需求模型进行集成，形成拓展模型；
补充单元，用于将缺少的需求部分进行补充；
设置单元，用于将来源信息设置为预设来源信息内容，以得到完成的拓展元模型；
建立单元，用于基于定制信息确定正式使用所述拓展元模型进行建模时的出现位置，完成所述需求模型的建立。
在一种可能的实现方式中，所述预设来源信息内容包括可编辑的文本、可选择信息，或对于是否经过校核设置为布尔表达式。
在一种可能的实现方式中，所述第三建立子模块包括：
第一确定单元，用于对各组件基本模型进行抽象化处理，确定所述各组件基本模型的具体参数；
第二确定单元，用于确定所述各组件基本模型结合对应的数学模型并进行区分，完成基本组件模型拓展；
分类单元，用于对组件的不同接口进行抽象化分类，并分别建模，完成接口模型拓展；
第三确定单元，用于对于预设专用型号模型进行建模，完成所有的组件模型拓展，确定对应的组件库；
显示单元，用于基于定制信息确定建模时的菜单中显示对应的可供选择的所述组件库中的模型。
在一种可能的实现方式中，所述确定模块包括：
第一确定子模块，用于基于所述性能仿真模型对所述仿真系统架构模型进行仿真验证，确定仿真结果；
第二确定子模块，用于基于所述仿真结果，通过与对应的所述目标系统架构模型的试验结果进行验证，确定所述目标系统架构模型的准确度。
在一种可能的实现方式中，所述第二确定子模块包括：
第一确定单元，用于确定所述仿真结果与对应的所述目标系统架构模型的试验结果的偏差值；
第二确定单元，用于在所述偏差值在预设偏差范围内时，确定所述目标系统架构模型对应的设计参数为目标设计参数。
在一种可能的实现方式中，所述第一确定子模块包括：
确定单元，用于基于所述性能仿真模型对所述仿真系统架构模型进行计算验证，当所述仿真系统模型处于可仿真状态时，确定所述仿真系统机构模型对应的组件的数学模型为目标数学模型，并确定对应的仿真设计参数对应的性能参数。
第二方面提供的液体火箭发动机组件元模型建模装置的有益效果与第一方面或第一方面任一可能的实现方式描述的液体火箭发动机组件元模型建模方法的有益效果相同，此处不做赘述。
第三方面，本申请还提供一种电子设备，包括：一个或多个处理器；和其上存储有指令的一个或多个机器可读介质，当由所述一个或多个处理器执行时，使得所述装置执行第一方面任一可能的实现方式描述的液体火箭发动机组件元模型建模方法。
第三方面提供的电子设备的有益效果与第一方面或第一方面任一可能的实现方式描述的液体火箭发动机组件元模型建模方法的有益效果相同，此处不做赘述。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
图1示出了本申请实施例提供的一种液体火箭发动机组件元模型建模方法的流程示意图；
图2示出了本申请实施例提供的另一种液体火箭发动机组件元模型建模方法的流程示意图；
图3示出了本申请实施例提供的一种需求元模型的部分实例示意图；
图4示出了本申请实施例提供的一种需求拓展部分效果展示示意图；
图5示出了本申请实施例提供的一种部分组件的拓展关系的示意图；
图6示出了本申请实施例提供的一种部分组件的拓展效果展示示意图；
图7示出了本申请实施例提供的一种通过SysML关联关系的接口部分拓展结果的示意图；
图8示出了本申请实施例提供的一种流体接口的拓展效果示意图；
图9示出了本申请实施例提供的一种相关拓展组件搭建的补燃循环液氧煤油发动机子系统的物理逻辑架构图；
图10示出了本申请实施例提供的一种相关拓展组件搭建的补燃循环液氧煤油发动机子系统内部交互的物理逻辑架构图；
图11示出了本申请实施例提供的一种通过模型转换的方式将子系统的内部交互图转为了可仿真的Modelica模型的示意图；
图12（a）示出了本申请实施例提供的一种基于时间和压力进行仿真与试验对比验证示意图；
图12（b）示出了本申请实施例提供的一种基于时间和主涡轮转速进行仿真与试验对比验证示意图;
图13示出了本申请实施例提供的一种液体火箭发动机组件元模型建模装置的结构示意图；
图14示出了本申请实施例提供的一种电子设备的硬件结构示意图；
图15是本申请实施例提供的芯片的结构示意图。
具体实施方式
为了便于清楚描述本申请实施例的技术方案，在本申请的实施例中，采用了“第一”、“第二”等字样对功能和作用基本相同的相同项或相似项进行区分。例如，第一阈值和第二阈值仅仅是为了区分不同的阈值，并不对其先后顺序进行限定。本领域技术人员可以理解“第一”、“第二”等字样并不对数量和执行次序进行限定，并且“第一”、“第二”等字样也并不限定一定不同。
需要说明的是，本申请中，“示例性的”或者“例如”等词用于表示作例子、例证或说明。本申请中被描述为“示例性的”或者“例如”的任何实施例或设计方案不应被解释为比其他实施例或设计方案更优选或更具优势。确切而言，使用“示例性的”或者“例如”等词旨在以具体方式呈现相关概念。
本申请中，“至少一个”是指一个或者多个，“多个”是指两个或两个以上。“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B的情况，其中A，B可以是单数或者复数。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。“以下至少一项（个）”或其类似表达，是指的这些项中的任意组合，包括单项（个）或复数项（个）的任意组合。例如，a，b或c中的至少一项（个），可以表示：a，b，c，a和b的结合，a和c的结合，b和c的结合，或a、b和c的结合，其中a，b，c可以是单个，也可以是多个。
在本申请中，聚焦于解决当前搭建组件级模型拓展包中的两大问题，一是组件基本模型的通用化问题，二是组件基本模型的验证问题。
其中，关于组件基本模型的通用化问题，液体火箭发动机系统组件的SysML模型拓展属于模块建模方法之一，发动机系统本身较为复杂，包含气瓶、贮箱、涡轮、泵、阀门、发生器、燃烧室等组件，涉及流动、燃烧、传热、结构等多学科的知识，各组件内部元素包含的信息各有不同，因此，为适配各种不同型号发动机的组件，不同发动机系统相同组件的基本模型如何抽象、抽象出来的子类需包含哪些信息、组件的基本模型转化为实例后是否能包含原有发动机系统的所有信息是亟需解决的。
此外，液体火箭发动机系统不同组件内部元素各有不同，组件基本模型抽象化之后，内部元素基本信息包含那些信息，该如何表达具有一定难度。例如，最基本的管路模型，内部元素包含接口、工质等。接口元素信息如何区分、工质的参数、状态如何表达。如果对组件内部元素不进行可选择的区分，会导致信息表达不全面、不具体等问题。
关于组件基本模型验证问题，组件基本模型通过SysML语言的拓展功能完成之后，需要对组件基本模型中抽象的信息进行验证。由于SysML语言平台不包含验证功能以及仿真功能，传统的验证方式只能通过人工对模型进行校核。因此，如何通过计算机或其他手段对组件基本模型进行校核，以确保模型中信息的正确性具有一定难度。
图1示出了本申请实施例提供的一种液体火箭发动机组件元模型建模方法的流程示意图，如图1所示，所述方法包括：
步骤101：建立组件元模型库。
在本申请中，系统架构模型分为四个方面，分别是需求模型、功能模型、逻辑架构模型和性能仿真模型。其中，SysML语言完成需求模型、功能模型、逻辑架构模型三部分。性能仿真模型部分由专业的仿真软件完成。在SysML语言需要完成的三部分中，功能模型通过SysML语言自身的元素即可进行快速且完整的建模。因此，本专利聚焦于需求模型相关元素拓展与逻辑架构模型相关元素拓展。
步骤102：基于目标系统架构搭建模型需求数据从相应的所述组件元模型库中选取组件模型搭建对应的目标系统架构模型。
步骤103：基于所述组件元模型库中对应的仿真模型将所述目标系统架构模型转化为仿真系统架构模型。
在本申请中，可以使用拓展后的组件模型进行发动机系统的搭建，随后将整机系统通过相应插件将其转换为可仿真的模型XML文件，将该文件导入相应的仿真平台中进行计算验证。
步骤104：对所述仿真系统架构模型进行仿真验证，确定所述目标系统架构模型的准确度。
在本申请中，基于所述性能仿真模型对所述仿真系统架构模型进行仿真验证，确定仿真结果，基于所述仿真结果，通过与对应的所述目标系统架构模型的试验结果进行验证，确定所述目标系统架构模型的准确度。
综上所述，本申请实施例提供的液体火箭发动机组件元模型建模方法，建立组件元模型库；基于目标系统架构搭建模型需求数据从相应的所述组件元模型库中选取组件模型搭建对应的目标系统架构模型；基于所述组件元模型库中对应的仿真模型将所述目标系统架构模型转化为仿真系统架构模型；对所述仿真系统架构模型进行仿真验证，确定所述目标系统架构模型的准确度；从模型的规范性角度来讲，发动机系统不同的架构模型从同一组件库中选取，这样模型与模型之间底层的基础模型是一致的，增强了模型的规范性与通用性。组件库中同一组件可以有多种不同的类型可供用户进行选择，增加了通用性的同时组件本身的特性也不会消弱，将组件模型搭建成系统的物理架构模型之后，通过一定手段将系统物理架构模型转化为可仿真的仿真模型进行仿真验证，摆脱了人工验证的单一方式，将人工主观的验证方式变为相对客观的对比评价方式，增强了模型验证的说服力，进一步的，在保证建模可靠性性的同时可以快速的完成模型建模，节约时间并且提高系统架构搭建的效率。
图2示出了本申请实施例提供的另一种液体火箭发动机组件元模型建模方法的流程示意图，如图2所示，所述方法包括：
步骤201：建立基于预设系统建模语言的需求模型。
系统架构模型分为四个方面，分别是需求模型、功能模型、逻辑架构模型和性能仿真模型。其中，SysML语言完成需求模型、功能模型、逻辑架构模型三部分。性能仿真模型部分由专业的仿真软件完成。在SysML语言需要完成的三部分中，功能模型通过SysML语言自身的元素即可进行快速且完整的建模。因此，本专利聚焦于需求模型相关元素拓展与逻辑架构模型相关元素拓展。
在本申请中，上述步骤201的具体实现过程可以包括以下子步骤：
子步骤A1：通过继承关系将原有需求模型进行集成，形成拓展模型。
子步骤A2：将缺少的需求部分进行补充。
子步骤A3：将来源信息设置为预设来源信息内容，以得到完成的拓展元模型。
其中，所述预设来源信息内容包括可编辑的文本、可选择信息，或对于是否经过校核设置为布尔表达式。
子步骤A4：基于定制信息确定正式使用所述拓展元模型进行建模时的出现位置，完成所述需求模型的建立。
具体的，对于需求模型，一般将需求进行分类并条目化。在SysML语言中，每一条需求条目具体内容可以分为序号、名称、具体内容等，缺乏来源、备注等内容信息。因此，对于需求模型的拓展，拟采用SysML语言的拓展功能对其进行拓展，在原有模型元素基础上增加缺少的部分。首先，通过继承关系将原有需求模型进行集成，形成拓展模型，再将缺少的部分进行。对于来源信息，可以设置为可编辑的本文，也可以设置为可选择信息、对于类似是否经过校核等内容，可以设置为布尔表达式等等。最终，形成完整的拓展元模型。
图3示出了本申请实施例提供的一种需求元模型的部分实例示意图，图4示出了本申请实施例提供的一种需求拓展部分效果展示示意图，如图3所示，在上图对需求的拓展中，第一模块01表示需求拓展的主体，其中“LER_Requirement”是针对发动机系统拓展的需求，继承了SysML内置需求模块“extendedRequirement”中所有内容，并对序号、需求内容、需求名称、需求来源等内容作了拓展。“来源”一项为枚举类型，规定了可选择的来源项，而第二模块02为该部分的具体枚举类型，包括设计任务书等等。最后，第三模块03表示对“LER_Requirement”的定制，“LER_Requirement”是针对发动机系统拓展的需求，规定了在正式使用其进行建模时的出现位置，具体图4所示。
步骤202：建立基于预设系统建模语言的功能模型。
在本申请中，在SysML语言需要完成的三部分中，功能模型通过SysML语言自身的元素即可进行快速且完整的建模。
步骤203：建立基于预设系统建模语言的逻辑架构模型。
在本申请中，上述步骤203的具体实现过程可以包括以下子步骤：
子步骤B1：对各组件基本模型进行抽象化处理，确定所述各组件基本模型的具体参数；
子步骤B2：确定所述各组件基本模型结合对应的数学模型并进行区分，完成基本组件模型拓展；
子步骤B3：对组件的不同接口进行抽象化分类，并分别建模，完成接口模型拓展；
子步骤B4：对于预设专用型号模型进行建模，完成所有的组件模型拓展，确定对应的组件库；
子步骤B5：基于定制信息确定建模时的菜单中显示对应的可供选择的所述组件库中的模型。
具体的，对于逻辑架构模型，SysML语言中没有相应的液体火箭发动机系统的组件，因此，该部分是本专利的重点与难点所在。液体火箭发动机系统较为复杂，组件众多，为实现该部分的拓展，首先需要对各组件基本模型进行抽象化，例如，管路的基本模型、应该包含可进行编辑的尺寸信息、材料信息等等，此外，还应该有相应数学模型并进行区分，例如该管路是液体管路还是气体管路，是填充管路还是非填充管路等等。除了管路模型，还应有节流孔模型、发生器模型、燃烧室模型、涡轮泵模型等等。将所有基本组件模型拓展完成之后，对于某些发动机特殊的组件，例如压调器、流量调节器专用于某些型号的模型，还应对该部分模型进行专门建模。完成所有的模型拓展，形成了相应的组件库，还应对其进行定制，即在建模时的菜单中显示出相应可供选择的模型。
可以通过SysML语言中集成、定制等功能对液体火箭发动机进行拓展，图5示出了本申请实施例提供的一种部分组件的拓展关系的示意图，图6示出了本申请实施例提供的一种部分组件的拓展效果展示示意图，如图5所示，“LRE Component”是拓展的主体部分，该部分继承了SysML语言中“Block”模块得到，属于“Block”模块的细化。每一个组件是“LREComponent”的细化，同样由继承关系得到，具体的，包括煤气发生器（GasGenerator）、氧贮箱（Vessels）、 流量调节器（FlowRegulator）、 管路（Pipes）、 氧主阀（Valves）、 喷嘴（Nozzles）、氧预压涡轮（Turbine）、氧主泵（Pumps）、接口（Orifice）、 燃烧室（Combustor）和头部（Heads）；例如，在节流孔模型中，通过继承“LRE Component”得到，之后对该模型进行细化，设置其内部的一些接口、属性等内容，设置完成后，得到一个完整的模型，具体如图6所示，包括煤气发生器（GasGenerator）、氧贮箱（Vessels）、 流量调节器（FlowRegulator）、 管路（Pipes）、 氧主阀（Valves）、 喷嘴（Nozzles）、氧预压涡轮（Turbine）、氧主泵（Pumps）、接口（Orifice）、 燃烧室（Combustor）和头部（Heads）。
对于逻辑架构模型，除了相关组件的拓展还需要对组件的接口进行拓展。接口表达了每个组件的输入与输出，以面向对象的角度来看，属于组件的属性。对于不同组件来说，接口不同，接口中所包含的信息不同，因此，当接口作为父类时，需要对不同接口进行抽象分类，并分别建模。在SysML语言中，接口包含的信息并不全面，接口的类型、方向等信息没有体现出来。
图7示出了本申请实施例提供的一种通过SysML关联关系的接口部分拓展结果的示意图，图8示出了本申请实施例提供的一种流体接口的拓展效果示意图，在图7中，第一模块01“Interface Block”是拓展的主体部分，通过继承SysML语言中内置的接口得到，属于内置接口的细化。通过对“Interface Block”的集成得到了拓展接口，并对接口内部的属性等内容进行细化，最终得到一个完整的接口。此外，第二模块02为对接口进出口的区分，不同接口所包含的信息不同，不作区分会导致信息模糊等问题。最后，图中第三模块03为每一种类型接口的定制，规定了该接口在正式建模时所属的位置。例如，流体接口通过继承“Interface Block”得到，在流体接口中设置了流体的进口“Liquidin”与流体的出口“Liquidout”，蓝色部分对其进行了定制，具体如图8所示，包括信号接口（signalport）、燃气接口（Warmgasport）、机械接口（Mechport）和液体接口（Liquidport）。
步骤204：建立性能仿真模型。
在本申请中，性能仿真模型部分由专业的仿真软件完成，本申请实施例对具体的仿真软件选用不作限定，可以根据实际应用场景做具体选择。
步骤205：基于目标系统架构搭建模型需求数据从相应的所述组件元模型库中选取组件模型搭建对应的目标系统架构模型。
在本申请中，可以基于目标系统架构搭建模型需求数据从相应的所述组件元模型库中选取组件模型搭建对应的目标系统架构模型。
步骤206：基于所述组件元模型库中对应的仿真模型将所述目标系统架构模型转化为仿真系统架构模型。
在本申请中，可以使用拓展后的组件模型进行发动机系统的搭建，随后将整机系统通过相应插件将其转换为可仿真的模型XML文件，将该文件导入相应的仿真平台中进行计算验证。
步骤207：基于所述性能仿真模型对所述仿真系统架构模型进行仿真验证，确定仿真结果。
在本申请中，基于所述性能仿真模型对所述仿真系统架构模型进行计算验证，当所述仿真系统模型处于可仿真状态时，确定所述仿真系统机构模型对应的组件的数学模型为目标数学模型，并确定对应的仿真设计参数对应的性能参数。当模型可仿真时，说明该组件的数学模型可行。
步骤208：基于所述仿真结果，通过与对应的所述目标系统架构模型的试验结果进行验证，确定所述目标系统架构模型的准确度。
在本申请中，上述步骤208的具体实现过程可以包括以下子步骤：
子步骤C1：确定所述仿真结果与对应的所述目标系统架构模型的试验结果的偏差值。
子步骤C2：在所述偏差值在预设偏差范围内时，确定所述目标系统架构模型对应的设计参数为目标设计参数。
其中，预设偏差范围可以是小于或者等于15%，其中，对应的稳态偏差可以是小于等于5%，本申请实施例对其不作具体限定，可以根据实际应用场景做具体设置。
换言之，通过对比的方式将仿真指与实验值进行对比，如二者在偏差范围内，则说明了组件或系统模型中设计参数的正确性。
图9示出了本申请实施例提供的一种相关拓展组件搭建的补燃循环液氧煤油发动机子系统的物理逻辑架构图，如图9所示，补燃循环液氧煤油发动机子系统包括氧主阀、管路、氧贮箱、氧主泵、接口和氧预压涡轮。图10示出了本申请实施例提供的一种相关拓展组件搭建的补燃循环液氧煤油发动机子系统内部交互的物理逻辑架构图。
为验证拓展的元模型内部数学模型是否正确，通过拓展元模型搭建的系统架构模型是否可仿真，仿真结果是否正确，可以通过模型转换的方式将系统架构模型转换为仿真模型，将运行得到的仿真结果与试验结果进行对比验证。
图11示出了本申请实施例提供的一种通过模型转换的方式将子系统的内部交互图转为了可仿真的Modelica模型的示意图，检查并运行模型即可进行仿真。
如图12（a）所示，横轴代表时间，纵轴代表压力，如图12（b）所示，横轴代表时间，纵轴代表主涡轮转速，时间的单位为秒，主涡轮转速的单位为转/分，Sim也即是正三角表示仿真，Test也即是倒三角表示试验，通过图12可知，仿真和试验的线条趋势走向一致，仿真和试验的线条误差在预设偏差范围内，可以说明本身的建模是可靠的。
在本申请中，基于SysML语言的液体火箭发动机组件元模型建模，当前的液体火箭发动机系统架构模型建模先进行需求分析，根据具体的需求采用SysML语言中元素进行建模。该过程往往需要先搭建该系统相关的组件模型，在组件的基础上完成系统架构模型的搭建。
以上工作从时间的角度讲，如果组件模型可以从相应组件元模型库中选取，而不是进行重复性建模工作，这样即可大大减少时间，提高系统架构模型建模的效率。从信息传递的角度讲，一些发动机系统与系统之间差异较小，这样搭建新的系统架构模型时，可以直接在已有的发动机系统架构模型的基础上进行修改、迭代，这样有利于信息的传递。从模型的规范性角度来讲，发动机系统不同的架构模型从同一组件库中选取，这样模型与模型之间底层的基础模型是一致的，增强了模型的规范性与通用性。组件库中同一组件可以有多种不同的类型可供用户进行选择，增加了通用性的同时组件本身的特性也不会消弱。
跨平台的SysML组件模型验证方法，基本组件的SysML模型信息一般可分为可量化信息（设计参数、与参数相关的设计指标等）与不可量化信息（接口、工质等），传统的SysML模型验证方式通过人工对可量化信息与不可量化信息进行校核。这种方式的弊端在于，可量化信息无法进行比对验证，正确与否有待确定。因此，拟采用一种跨平台的SysML组件模型验证方法，将组件模型搭建成系统的物理架构模型之后，通过一定手段将系统物理架构模型转化为可仿真的仿真模型进行仿真验证。仿真模型的仿真结果可以通过与相应实验进行对比、相似度评价等方式进行验证，这样做的好处是，摆脱了人工验证的单一方式，将人工主观的验证方式变为相对客观的对比评价方式，增强了模型验证的说服力。
综上所述，本申请实施例提供的液体火箭发动机组件元模型建模方法，建立组件元模型库；基于目标系统架构搭建模型需求数据从相应的所述组件元模型库中选取组件模型搭建对应的目标系统架构模型；基于所述组件元模型库中对应的仿真模型将所述目标系统架构模型转化为仿真系统架构模型；对所述仿真系统架构模型进行仿真验证，确定所述目标系统架构模型的准确度；从模型的规范性角度来讲，发动机系统不同的架构模型从同一组件库中选取，这样模型与模型之间底层的基础模型是一致的，增强了模型的规范性与通用性。组件库中同一组件可以有多种不同的类型可供用户进行选择，增加了通用性的同时组件本身的特性也不会消弱，将组件模型搭建成系统的物理架构模型之后，通过一定手段将系统物理架构模型转化为可仿真的仿真模型进行仿真验证，摆脱了人工验证的单一方式，将人工主观的验证方式变为相对客观的对比评价方式，增强了模型验证的说服力，进一步的，在保证建模可靠性性的同时可以快速的完成模型建模，节约时间并且提高系统架构搭建的效率。
图13示出了本申请实施例提供的一种液体火箭发动机组件元模型建模装置的结构示意图，用于实现一种液体火箭发动机组件元模型建模方法，如图13所示，所述液体火箭发动机组件元模型建模装置300包括：
建立模块301，用于建立组件元模型库；
选取模块302，用于基于目标系统架构搭建模型需求数据从相应的所述组件元模型库中选取组件模型搭建对应的目标系统架构模型；
转化模块303，用于基于所述组件元模型库中对应的仿真模型将所述目标系统架构模型转化为仿真系统架构模型；
确定模块304，用于对所述仿真系统架构模型进行仿真验证，确定所述目标系统架构模型的准确度。
可选的，所述建立模块包括：
第一建立子模块，用于建立基于预设系统建模语言的需求模型；
第二建立子模块，用于建立基于预设系统建模语言的功能模型；
第三建立子模块，用于建立基于预设系统建模语言的逻辑架构模型；
第四建立子模块，用于建立性能仿真模型。
可选的，所述第一建立子模块包括：
集成单元，用于通过继承关系将原有需求模型进行集成，形成拓展模型；
补充单元，用于将缺少的需求部分进行补充；
设置单元，用于将来源信息设置为预设来源信息内容，以得到完成的拓展元模型；
建立单元，用于基于定制信息确定正式使用所述拓展元模型进行建模时的出现位置，完成所述需求模型的建立。
可选的，所述预设来源信息内容包括可编辑的文本、可选择信息，或对于是否经过校核设置为布尔表达式。
可选的，所述第三建立子模块包括：
第一确定单元，用于对各组件基本模型进行抽象化处理，确定所述各组件基本模型的具体参数；
第二确定单元，用于确定所述各组件基本模型结合对应的数学模型并进行区分，完成基本组件模型拓展；
分类单元，用于对组件的不同接口进行抽象化分类，并分别建模，完成接口模型拓展；
第三确定单元，用于对于预设专用型号模型进行建模，完成所有的组件模型拓展，确定对应的组件库；
显示单元，用于基于定制信息确定建模时的菜单中显示对应的可供选择的所述组件库中的模型。
可选的，所述确定模块包括：
第一确定子模块，用于基于所述性能仿真模型对所述仿真系统架构模型进行仿真验证，确定仿真结果；
第二确定子模块，用于基于所述仿真结果，通过与对应的所述目标系统架构模型的试验结果进行验证，确定所述目标系统架构模型的准确度。
可选的，所述第二确定子模块包括：
第一确定单元，用于确定所述仿真结果与对应的所述目标系统架构模型的试验结果的偏差值；
第二确定单元，用于在所述偏差值在预设偏差范围内时，确定所述目标系统架构模型对应的设计参数为目标设计参数。
可选的，所述第一确定子模块包括：
确定单元，用于基于所述性能仿真模型对所述仿真系统架构模型进行计算验证，当所述仿真系统模型处于可仿真状态时，确定所述仿真系统机构模型对应的组件的数学模型为目标数学模型，并确定对应的仿真设计参数对应的性能参数。
综上所述，本申请实施例提供的液体火箭发动机组件元模型建模装置，建立组件元模型库；基于目标系统架构搭建模型需求数据从相应的所述组件元模型库中选取组件模型搭建对应的目标系统架构模型；基于所述组件元模型库中对应的仿真模型将所述目标系统架构模型转化为仿真系统架构模型；对所述仿真系统架构模型进行仿真验证，确定所述目标系统架构模型的准确度；从模型的规范性角度来讲，发动机系统不同的架构模型从同一组件库中选取，这样模型与模型之间底层的基础模型是一致的，增强了模型的规范性与通用性。组件库中同一组件可以有多种不同的类型可供用户进行选择，增加了通用性的同时组件本身的特性也不会消弱，将组件模型搭建成系统的物理架构模型之后，通过一定手段将系统物理架构模型转化为可仿真的仿真模型进行仿真验证，摆脱了人工验证的单一方式，将人工主观的验证方式变为相对客观的对比评价方式，增强了模型验证的说服力，进一步的，在保证建模可靠性性的同时可以快速的完成模型建模，节约时间并且提高系统架构搭建的效率。
本申请提供的一种液体火箭发动机组件元模型建模装置，可以实现如图1-图12任一所示的液体火箭发动机组件元模型建模方法，为避免重复，这里不再赘述。
本申请实施例中的电子设备可以是装置，也可以是终端中的部件、集成电路、或芯片。该装置可以是移动电子设备，也可以为非移动电子设备。示例性的，移动电子设备可以为手机、平板电脑、笔记本电脑、掌上电脑、车载电子设备、可穿戴设备、超级移动个人计算机（ultra-mobile personal computer，UMPC）、上网本或者个人数字助理（personaldigital assistant，PDA）等，非移动电子设备可以为服务器、网络附属存储器（NetworkATTached Storage，NAS）、个人计算机（personal computer，PC）、电视机（television，TV）、柜员机或者自助机等，本申请实施例不作具体限定。
本申请实施例中的电子设备可以为具有操作系统的装置。该操作系统可以为安卓（Android）操作系统，可以为ios操作系统，还可以为其他可能的操作系统，本申请实施例不作具体限定。
图14示出了本申请实施例提供的一种电子设备的硬件结构示意图。如图14所示，该电子设备400包括处理器410。
如图14所示，上述处理器410可以是一个通用中央处理器（central processingunit，CPU），微处理器，专用集成电路（application-specific integrated circuit，ASIC），或一个或多个用于控制本申请方案程序执行的集成电路。
如图14所示，上述电子设备400还可以包括通信线路440。通信线路440可包括一通路，在上述组件之间传送信息。
可选的，如图14所示，上述电子设备还可以包括通信接口420。通信接口420可以为一个或多个。通信接口420可使用任何收发器一类的装置，用于与其他设备或通信网络通信。
可选的，如图14所示，该电子设备还可以包括存储器430。存储器430用于存储执行本申请方案的计算机执行指令，并由处理器来控制执行。处理器用于执行存储器中存储的计算机执行指令，从而实现本申请实施例提供的方法。
如图14所示，存储器430可以是只读存储器（read-only memory，ROM）或可存储静态信息和指令的其他类型的静态存储设备，随机存取存储器（random access memory，RAM）或者可存储信息和指令的其他类型的动态存储设备，也可以是电可擦可编程只读存储器（electrically erasable programmable read-only memory，EEPROM）、只读光盘（compactdisc read-only memory，CD-ROM）或其他光盘存储、光碟存储（包括压缩光碟、激光碟、光碟、数字通用光碟、蓝光光碟等）、磁盘存储介质或者其他磁存储设备、或者能够用于携带或存储具有指令或数据结构形式的期望的程序代码并能够由计算机存取的任何其他介质，但不限于此。存储器430可以是独立存在，通过通信线路440与处理器410相连接。存储器430也可以和处理器410集成在一起。
可选的，本申请实施例中的计算机执行指令也可以称之为应用程序代码，本申请实施例对此不作具体限定。
在具体实现中，作为一种实施例，如图14所示，处理器410可以包括一个或多个CPU，如图14中的CPU0和CPU1。
在具体实现中，作为一种实施例，如图14所示，终端设备可以包括多个处理器，如图14中的处理器。这些处理器中的每一个可以是一个单核处理器，也可以是一个多核处理器。
图15是本申请实施例提供的芯片的结构示意图。如图15所示，该芯片500包括一个或两个以上（包括两个）处理器410。
可选的，如图15所示，该芯片还包括通信接口420和存储器430，存储器430可以包括只读存储器和随机存取存储器，并向处理器提供操作指令和数据。存储器的一部分还可以包括非易失性随机存取存储器（non-volatile random access memory，NVRAM）。
在一些实施方式中，如图15所示，存储器430存储了如下的元素，执行模块或者数据结构，或者他们的子集，或者他们的扩展集。
在本申请实施例中，如图15所示，通过调用存储器存储的操作指令（该操作指令可存储在操作系统中），执行相应的操作。
如图15所示，处理器410控制终端设备中任一个的处理操作，处理器410还可以称为中央处理单元（central processing unit，CPU）。
如图15所示，存储器430可以包括只读存储器和随机存取存储器，并向处理器提供指令和数据。存储器430的一部分还可以包括NVRAM。例如应用中存储器、通信接口以及存储器通过总线系统耦合在一起，其中总线系统除包括数据总线之外，还可以包括电源总线、控制总线和状态信号总线等。但是为了清楚说明起见，在图15中将各种总线都标为总线系统540。
如图15所示，上述本申请实施例揭示的方法可以应用于处理器中，或者由处理器实现。处理器可能是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。在实现过程中，上述方法的各步骤可以通过处理器中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。上述的处理器可以是通用处理器、数字信号处理器（digital signal processing，DSP）、ASIC、现场可编程门阵列（field-programmable gate array，FPGA）或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。可以实现或者执行本申请实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。结合本申请实施例所公开的方法的步骤可以直接体现为硬件译码处理器执行完成，或者用译码处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。软件模块可以位于随机存储器，闪存、只读存储器，可编程只读存储器或者电可擦写可编程存储器、寄存器等本领域成熟的存储介质中。该存储介质位于存储器，处理器读取存储器中的信息，结合其硬件完成上述方法的步骤。
一方面，提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质中存储有指令，当指令被运行时，实现上述实施例中由终端设备执行的功能。
一方面，提供一种芯片，该芯片应用于终端设备中，芯片包括至少一个处理器和通信接口，通信接口和至少一个处理器耦合，处理器用于运行指令，以实现上述实施例中由液体火箭发动机组件元模型建模方法执行的功能。
在上述实施例中，可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其任意组合来实现。当使用软件实现时，可以全部或部分地以计算机程序产品的形式实现。所述计算机程序产品包括一个或多个计算机程序或指令。在计算机上加载和执行所述计算机程序或指令时，全部或部分地执行本申请实施例所述的流程或功能。所述计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、终端、用户设备或者其它可编程装置。所述计算机程序或指令可以存储在计算机可读存储介质中，或者从一个计算机可读存储介质向另一个计算机可读存储介质传输，例如，所述计算机程序或指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线或无线方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输。所述计算机可读存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是集成一个或多个可用介质的服务器、数据中心等数据存储设备。所述可用介质可以是磁性介质，例如，软盘、硬盘、磁带；也可以是光介质，例如，数字视频光盘（digital video disc，DVD）；还可以是半导体介质，例如，固态硬盘（solid state drive，SSD）。
尽管在此结合各实施例对本申请进行了描述，然而，在实施所要求保护的本申请过程中，本领域技术人员通过查看附图、公开内容、以及所附权利要求书，可理解并实现公开实施例的其他变化。在权利要求中，“包括”（comprising）一词不排除其他组成部分或步骤，“一”或“一个”不排除多个的情况。单个处理器或其他单元可以实现权利要求中列举的若干项功能。相互不同的从属权利要求中记载了某些措施，但这并不表示这些措施不能组合起来产生良好的效果。
尽管结合具体特征及其实施例对本申请进行了描述，显而易见的，在不脱离本申请的精神和范围的情况下，可对其进行各种修改和组合。相应地，本说明书和附图仅仅是所附权利要求所界定的本申请的示例性说明，且视为已覆盖本申请范围内的任意和所有修改、变化、组合或等同物。显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包括这些改动和变型在内。
Claims (10)
1.一种液体火箭发动机组件元模型建模方法，其特征在于，所述方法包括：
建立组件元模型库；
基于目标系统架构搭建模型需求数据从相应的所述组件元模型库中选取组件模型搭建对应的目标系统架构模型；
基于所述组件元模型库中对应的仿真模型将所述目标系统架构模型转化为仿真系统架构模型；
对所述仿真系统架构模型进行仿真验证，确定所述目标系统架构模型的准确度。
2.根据权利要求1所述的液体火箭发动机组件元模型建模方法，其特征在于，所述建立组件元模型库，包括：
建立基于预设系统建模语言的需求模型；
建立基于预设系统建模语言的功能模型；
建立基于预设系统建模语言的逻辑架构模型；
建立性能仿真模型。
3.根据权利要求2所述的液体火箭发动机组件元模型建模方法，其特征在于，所述建立基于预设系统建模语言的需求模型，包括：
通过继承关系将原有需求模型进行集成，形成拓展模型；
将缺少的需求部分进行补充；
将来源信息设置为预设来源信息内容，以得到完成的拓展元模型；
基于定制信息确定正式使用所述拓展元模型进行建模时的出现位置，完成所述需求模型的建立。
4.根据权利要求3所述的液体火箭发动机组件元模型建模方法，其特征在于，所述预设来源信息内容包括可编辑的文本、可选择信息，或对于是否经过校核设置为布尔表达式。
5.根据权利要求2所述的液体火箭发动机组件元模型建模方法，其特征在于，所述建立基于预设系统建模语言的逻辑架构模型，包括：
对各组件基本模型进行抽象化处理，确定所述各组件基本模型的具体参数；
确定所述各组件基本模型结合对应的数学模型并进行区分，完成基本组件模型拓展；
对组件的不同接口进行抽象化分类，并分别建模，完成接口模型拓展；
对于预设专用型号模型进行建模，完成所有的组件模型拓展，确定对应的组件库；
基于定制信息确定建模时的菜单中显示对应的可供选择的所述组件库中的模型。
6.根据权利要求2所述的液体火箭发动机组件元模型建模方法，其特征在于，所述基于所述组件元模型库中对应的仿真模型对所述仿真系统架构模型进行仿真验证，确定所述目标系统架构模型的准确度，包括：
基于所述性能仿真模型对所述仿真系统架构模型进行仿真验证，确定仿真结果；
基于所述仿真结果，通过与对应的所述目标系统架构模型的试验结果进行验证，确定所述目标系统架构模型的准确度。
7.根据权利要求6所述的液体火箭发动机组件元模型建模方法，其特征在于，所述基于所述仿真结果，通过与对应的所述目标系统架构模型的试验结果进行验证，确定所述目标系统架构模型的准确度，包括：
确定所述仿真结果与对应的所述目标系统架构模型的试验结果的偏差值；
在所述偏差值在预设偏差范围内时，确定所述目标系统架构模型对应的设计参数为目标设计参数。
8.根据权利要求6所述的液体火箭发动机组件元模型建模方法，其特征在于，所述基于所述性能仿真模型对所述仿真系统架构模型进行仿真验证，确定仿真结果，包括：
基于所述性能仿真模型对所述仿真系统架构模型进行计算验证，当所述仿真系统模型处于可仿真状态时，确定所述仿真系统机构模型对应的组件的数学模型为目标数学模型，并确定对应的仿真设计参数对应的性能参数。
9.一种液体火箭发动机组件元模型建模装置，其特征在于，用于实现权利要求1至8任一所述的液体火箭发动机组件元模型建模方法，所述装置包括：
建立模块，用于建立组件元模型库；
选取模块，用于基于目标系统架构搭建模型需求数据从相应的所述组件元模型库中选取组件模型搭建对应的目标系统架构模型；
转化模块，用于基于所述组件元模型库中对应的仿真模型将所述目标系统架构模型转化为仿真系统架构模型；
确定模块，用于对所述仿真系统架构模型进行仿真验证，确定所述目标系统架构模型的准确度。
10.一种电子设备，其特征在于，包括：一个或多个处理器；和其上存储有指令的一个或多个机器可读介质，当由所述一个或多个处理器执行时，使得执行权利要求1至8任一所述的液体火箭发动机组件元模型建模方法。
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