[发明专利]一种误差优化的静力试验载荷设计方法及系统

权利要求书

1.一种误差优化的静力试验载荷设计方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

步骤一：判断是通过压心位置进行静力试验加载还是通过加载点位置输入确定试验载荷；

步骤二：当通过压心位置进行静力试验加载时，根据气动力矩平衡方程得到压心的线性方程组；

步骤三：预设压心处于站位面上，根据各站位的位置坐标得到压心求解的站位补充方程，根据压心求解的站位补充方程和压心的线性方程组得到联立方程，对联立方程采用最小二乘法得到压心坐标；

预设压心处于气动外形的轴线上，得到压心求解的轴线补充方程，根据压心求解的轴线补充方程和压心的线性方程组得到轴线联立方程，对轴线联立方程采用最小二乘法得到压心坐标；

步骤四：当通过加载点位置输入确定试验载荷，根据加载方案指定加载点坐标处的力矩和力的平衡方程，对各站位积分载荷进行转换，得到各站位更新后三方向力和力矩；

步骤五：通过各站位更新后的三方向力矩减去三方向力产生的力矩，得到各站位补充力矩；对各站位补充力矩进行转换，得到各站位的力偶；对各站位力偶进行累加，得到补充力；

根据力矩平衡原理，得到补充力和补充力矩的平衡方程；

步骤六：将步骤四中的试验点的三方向力产生的力矩减去步骤四中更新后三方向力矩，得到加载点三方向补充力矩；预设三方向力矩相对误差容限，根据约束条件，采用优化算法使得加载点三方向补充力矩最小，得到三方向补充力，对补充力进行累加，得到试验加载所需要的三方向力。

2.根据权利要求1所述的误差优化的静力试验载荷设计方法，其特征在于：在步骤二中，气动力矩平衡方程为：

其中，F_x为轴向力，F_y为法向力，F_z为横向力，M_x为滚转力矩，M_y为偏航力矩，M_z为俯仰力矩，x、y、z为压心位置的三方向坐标；

压心的线性方程组为：其中，C_X为轴向力系数，C_Y为法向力系数，C_Z为横向力系数，C_l是滚转力矩系数，C_m是俯仰力矩系数，C_n是偏航力矩系数，l是参考长度。

3.根据权利要求2所述的误差优化的静力试验载荷设计方法，其特征在于：在步骤三中，压心求解的站位补充方程为z＝Z_k，式中，k为站位面序号，Z_k为k站位面上的z方向坐标；

联立方程为

4.根据权利要求3所述的误差优化的静力试验载荷设计方法，其特征在于：在步骤三中，对联立方程采用最小二乘法得到压心坐标包括如下步骤：

根据联立方程求得残差平方和；其中，残差平方和为：Q＝(C_Zy-C_ll-C_YZ_k)²+(C_Zx+C_ml-C_XZ_k)²+(C_Yx-C_Xy-C_nl)²；

将残差平方和利用微积分的极值原理得到压心坐标；其中，

压心坐标为

5.根据权利要求4所述的误差优化的静力试验载荷设计方法，其特征在于：在步骤三中，压心求解的轴线补充方程为y＝0；

轴线联立方程为