(19)国家知识产权局 (12)发明 专利 (10)授权公告 号 (45)授权公告日 (21)申请 号 202211125433.0 (22)申请日 2022.09.16 (65)同一申请的已公布的文献号 申请公布号 CN 115204063 A (43)申请公布日 2022.10.18 (73)专利权人 中国空气动力研究与发展中心计 算空气动力研究所 地址 621900 四川省绵阳市二环路南段6号 11分箱 (72)发明人 何磊　张天姣　钱炜祺　张显才　 周宇　邵元培　 (74)专利代理 机构 北京中济纬天专利代理有限 公司 11429 专利代理师 王丹(51)Int.Cl. G06F 30/27(2020.01) G06K 9/62(2022.01) G06N 3/12(2006.01) G01M 9/08(2006.01) G06F 111/10(2020.01) G06F 119/14(2020.01) 审查员 唐婧婧 (54)发明名称 一种火箭气动力系数天地差异修 正方法 (57)摘要 本发明属于风洞试验技术领域， 公开了一种 火箭气动力系数天地差异修正方法。 该方法首先 获取火箭历史数据的气动力系数样本； 其次， 计 算历史数据气动力系数天地差异量， 并构建样本 集； 然后， 采用交叉校验方法和非线性优化算法 计算惩罚因子和核函数半径两个参数的值； 接下 来， 计算模型待定系数； 最后， 计算火箭待预测气 动力系数的修正值。 该方法为基于数据驱动的火 箭气动力系数 天地差异修正方法， 通过构建历史 数据样本集对修正模型关键参数进行训练优化， 充分挖掘运用了前期飞行试验数据中蕴含的规 律， 具有较高精度， 特别适用于轴对称构型的制 导火箭使用， 可为火箭气动外形设计和控制系统 设计等提供技术支撑， 具有较高的工程应用价 值。 权利要求书3页 说明书7页 附图9页 CN 115204063 B 2022.11.18 CN 115204063 B 1.一种火箭气动力系数天地差异修 正方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： S10.获取火箭历史数据气动力系数样本； 火箭历史数据气动力系数样本包括火箭的飞行状态集合 X= 、 火箭地面 试验气动力系数集合 和火箭飞行试验气动力系数集合 ； 火箭的飞行状态集合 X是多维向量， 表示气动力系数样本总个数， 向量 ( )表示火箭第 个飞行状态， 元 素包括马赫数Mac h、 攻角 α 和舵偏角 δ e； 火箭地面试验气动力系数集合 中的 ( )表示 对应的地面试验气动力 系数， 直接通过 数值模拟或风洞试验数据库获取； 火箭飞行试验气动力系数集合 中的 ( )表示 对应的飞行试验气动力 系数， 通过对火箭飞行 过程中的过 载、 姿态角、 角速率进行气动参数辨识计算得到； S20.计算火箭历史数据气动力系数天地差异量； 火箭历史数据的气动力系数天地差异集合 ， ， ( )表示 对应的气动力系数天地差异量； S30.构建火箭气动力系数总样本集和子样本集； 构建火箭气动力系数总样本集{ X， Y}， 并采用等间隔抽样方法， 将总样本集分为 个 子样本集； S40.设置并计算 惩罚因子和核函数半径； 设置惩罚因子 和核函数半径δ 的初始值和值区间， 并采用非线性优化算法计算惩罚因 子 和核函数半径 δ 的值， 计算过程中， 以交叉 校验误差 f最小化为优化目标； S50.计算模型待定系数； 计算模型待定系数 b和 的值为： 其中， 为单位矩阵， ， 长度为L， 表示尺寸为 M×M的矩阵， 的元素 ， 和 分别为火箭的飞行状态集合 X中的火箭第 i个和第j个 飞行状态；权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 115204063 B 2S60.计算火箭待预测气动力系数的修 正值； 对火箭待预测的地面试验气动力系数 进行天地差异 修正， 修正后的火箭气动力系数 ， 其中， （ ） 为 的第i个分量， 为火 箭待预测的地面试验气动力系数 对应的飞行状态向量， 为火箭的飞行状态集合 X中的 火箭第i个飞行状态。 2.根据权利要求1所述的火箭气动力系数天地差异修正方法， 其特征在于， 步骤S10所 述气动力系数为法向力系数、 轴向力系数h或者俯仰力矩系数。 3.根据权利要求1所述的火箭气动力系数天地差异修正方法， 其特征在于， 步骤S40所 述非线性优化 算法为遗传算法或蚁群算法。 4.根据权利要求1所述的火箭气动力系数天地差异修正方法， 其特征在于， 步骤S40所 述交叉校验误差 按照以下步骤计算： S41.选择训练样本集和 测试样本集； 针对步骤S30中的 个子样本集， 选择第1个子样本集作为测试样本集， 记为{ ， }， ， ； 其余的 ‑1个子样本进行集 合并作为训练样本集， 记为{ ， }， ， ， 其中L为训练样本集的样本个数； ( )表示 测试样本集中火箭第 个飞行状态， 表示测试样本集中飞行状态 对应的火箭气动系数天地差异量， ( )表示训练样本集中火箭第 个飞行状态， 表示训练样本集中的飞行状态 对应的火箭气动系数天地差异量； S42.确定参数 和 δ 当前值； 若首次进入 优化过程， 将参数 和 δ 设置为初始值， 否则， 参数 和 δ 设置为当前最优值； S43.计算模型系数 和 ； 其中， 为单位矩阵， ， 长度为L， 表示尺寸为 L×L的矩阵， 的元素权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 115204063 B 3