一种火箭发动机部件物理场预测方法、装置、设备及介质与流程

本发明涉及数据处理与仿真，尤其涉及一种火箭发动机部件物理场预测方法、装置、设备及介质。

背景技术：

1、在航天液体火箭发动机领域的试车过程中，对核心部件物理场的预测对于系统性能评估、故常预警及优化设计至关重要。然而，一种传统的物理场预测方法往往依赖于复杂的数学模型和大量的计算资源，一次物理场的计算通常需要几个星期甚至是几个月的时间，难以实现实时性的要求；另一种传统的物理场预测方法则通过直接入侵式测量实现，这种方式不仅成本高昂，还会对系统造成不可逆的损害。

2、因此，如何高效、非入侵式的实现火箭发动机部件的物理场实时预测成为本领域技术人员亟需解决的技术问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种火箭发动机部件物理场预测方法、装置、设备及介质，以高效、非入侵式的实现火箭发动机部件的物理场实时预测。

2、为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、一种火箭发动机部件物理场预测方法，包括：

4、获取通过火箭发动机部件的传感器采集得到的样本信息；所述样本信息为从多源传感器数据中提取的关键信息；所述关键信息对所述火箭发动机的物理场变化影响程度大于预设阈值；

5、根据所述样本信息，构建所述火箭发动机部件的物理场的多保真度模型；所述多保真度模型用于结合所述关键信息的信息类型对应的物理学方程对所述火箭发动机部件的物理场进行预测；

6、利用奇异值分解法或张量分解法，将多保真度模型动态投影至低秩子空间，获得所述火箭发动机部件的低维模型；

7、将所述火箭发动机部件试车过程中的实时工况数据输入所述低维模型，得到与所述实时工况数据对应的火箭发动机部件的物理场。

8、在本技术的一种可选实施方式中，所述获取通过火箭发动机部件的传感器采集得到的样本信息，包括：

9、获取通过火箭发动机部件的传感器采集得到的原始采集信息；

10、通过数据处理技术，从原始采集信息中选择对所述火箭发动机的物理场变化影响程度大于预设阈值的信息作为所述样本信息。

11、在本技术的一种可选实施方式中，所述通过数据处理技术，从原始采集信息中选择对所述火箭发动机的物理场变化影响程度大于预设阈值的信息作为所述样本信息，包括：

12、对所述原始采集信息进行特征选择，以去除所述原始采集信息中的重复信息，并从所述原始采集信息中选择对所述火箭发动机的物理场变化影响程度大于预设阈值的信息作为所述样本信息；

13、或者，将所述原始采集信息映射至特征空间，获得所述原始采集信息对应的空间特征；根据所述空间特征之间的方差，确定所述原始采集信息中的样本信息；

14、或者，通过自动编码器对所述原始采集信息进行特征编码和解码处理，获得所述自动编码器输出的所述样本信息。

15、在本技术的一种可选实施方式中，所述利用奇异值分解法或张量分解法，将多保真度模型动态投影至低秩子空间，获得所述火箭发动机部件的低维模型，包括：

16、利用奇异值分解法或张量分解法，对所述多保真度模型的高维数据进行降阶处理，得到正交基矩阵；

17、基于所述正交基矩阵，得到所述多保真度模型的低维特征系数；

18、建立所述样本信息与所述低维特征系数之间的对应关系，并将所述样本信息和所述低维特征系数作为训练样本，对预先构建的低维模型进行训练，获得所述火箭发动机部件的低维模型。

19、在本技术的一种可选实施方式中，所述将所述火箭发动机部件试车过程中的实时工况数据输入所述低维模型，得到与所述实时工况数据对应的火箭发动机部件的物理场，包括：

20、将所述实时工况数据输入所述低维模型，得到与所述实时工况数据对应的低维特征系数；

21、将所述低维特征系数与所述正交基矩阵相乘，得到与所述实时工况数据对应的所述火箭发动机部件的物理场。

22、在本技术的一种可选实施方式中，所述火箭发动机部件的物理场包括：所述火箭发动机的温度场、压力场、速度场中的至少一个。

23、在本技术的一种可选实施方式中，所述将所述火箭发动机部件试车过程中的实时工况数据输入所述低维模型，得到与所述实时工况数据对应的所述火箭发动机部件的物理场，包括：

24、获得通过所述火箭发动机部件的温度传感器采集得到的、所述火箭发动机部件的实时温度数据；将所述实时温度数据输入所述低维模型，得到所述火箭发动机部件的温度场；

25、和/或，获得通过所述火箭发动机部件的压力传感器采集得到的、所述火箭发动机部件的实时压力数据；将所述实时压力数据输入所述低维模型，得到所述火箭发动机部件的压力场；

26、和/或，获得通过所述火箭发动机部件的速度传感器采集得到的、所述火箭发动机部件的实时转速数据；将所述实时转速数据输入所述低维模型，得到所述火箭发动机部件的速度场。

27、与现有技术相比，本发明提供的火箭发动机部件物理场预测方法，在获得火箭发动机部件的多源传感器采集的样本信息后，基于所述样本信息，构建所述火箭发动机部件的物理场的多保真度模型，之后，通过奇异值分解法或张量分解法将多保真度模型动态投影至低秩子空间，获得所述火箭发动机部件的低维模型，进而通过所述低维模型和实时工况数据，对所述火箭发动机的物理场进行实时预测，该方法通过将多保真度模型进行降维处理，将传统的物理场的计算过程简化至了低维模型中，进而通过所述低维模型实现了对火箭发动机物理场的实时、非入侵式的预测。

28、本发明还提供一种火箭发动机部件物理场预测装置，包括：

29、样本获取单元，用于获取通过火箭发动机部件的传感器采集得到的样本信息；所述样本信息为从多源传感器数据中提取的关键信息；所述关键信息对所述火箭发动机的物理场变化影响程度大于预设阈值；

30、模型构建单元，用于根据所述样本信息，构建所述火箭发动机部件的物理场的多保真度模型；所述多保真度模型用于结合所述关键信息的信息类型对应的物理学方程对所述火箭发动机部件的物理场进行预测；

31、模型降维单元，用于利用奇异值分解法或张量分解法，对所述多保真度模型的高维数据进行降阶处理，获得所述火箭发动机部件的低维模型；

32、物理场预测单元，用于将所述火箭发动机部件试车过程中的实时工况数据输入所述低维模型，得到与所述实时工况数据对应的火箭发动机部件的物理场。

33、与现有技术相比，本发明提供的火箭发动机部件物理场预测装置的有益效果与上述技术方案所述的火箭发动机部件物理场预测方法有益效果相同，此处不做赘述。

34、本发明还提供一种电子设备，包括：

35、处理器；

36、用于存储所述处理器可执行指令的存储器；

37、所述处理器，用于通过运行所述存储器中的指令，执行上述火箭发动机部件物理场预测方法。

38、与现有技术相比，本发明提供的电子设备的有益效果与上述技术方案所述的火箭发动机部件物理场预测方法有益效果相同，此处不做赘述。

39、本发明还提供一种计算机存储介质，所述计算机存储介质中存储有指令，当所述指令被运行时，实现上述火箭发动机部件物理场预测方法。

40、与现有技术相比，本发明提供的计算机存储介质的有益效果与上述技术方案所述的火箭发动机部件物理场预测方法的有益效果相同，此处不做赘述。