论文部分内容阅读
目前,各国的航天探索领域正在飞速发展,对于运载火箭的快速研制工作也渐渐吸引了研究者的目光。在运载火箭的设计过程中,现有的许多知识没有得到有效的管理和充分的利用。因此,开发运载火箭设计知识的表示、管理和重用系统以缩短设计周期具有重要的意义。为了让运载火箭设计制造相关的研究者们更加快速并且直接有效地获取运载火箭相关领域的设计制造知识,并对各自领域的知识进行整理和充分的复用,从而缩短运载火箭设计周期,需要提出一种应用本体对运载火箭的制导与姿态控制系统的设计知识进行建模的方案。对于运载火箭制导和姿态控制系统的本体建模,首先基于运载火箭制导控制系统和运载火箭姿态控制系统已有的相关理论研究,然后利用owl本体语言建立一个相对较为完整的运载火箭制导和姿态控制系统领域本体。对于运载火箭制导和姿态控制系统的建模,需要分别从制导控制系统和姿态控制系统展开进行。制导控制系统的模型的建立主要是实现运载火箭实时位置等状态信息的确定、以及实现制导控制从而保证运载火箭能够入轨的同时尽可能减小入轨误差。姿态控制系统需要控制器调节保证姿态系统稳定性。对于本体建模,采用自顶向下的方式进行。考虑到运载火箭控制系统概念知识体系的庞大。首先需要确定运载火箭制导和姿态控制系统的领域范畴,定义概念集,并确定本体类的层次结构。定义概念集的过程中需要对确定的概念类依次去重、分组、定义概念,保证概念的唯一性与结构化。确定好本体类的概念集后,对运载火箭制导和姿态控制系统本体类之间的关系属性与本体类的数据属性展开描述。关系属性是除了父-子关系之外定义的本体类之间的关系,数据属性是对运载火箭制导和姿态控制系统建模中用到的计算参数进行属性定义。关系属性和数据属性的定义加强了本体类之间的关联,有利于加深对概念集的理解。其中,运载火箭姿态控制器推理实现也进行了本体表示,对于快速调整控制器参数具有重要的作用。最后需要对已经建立好的关于运载火箭制导和姿态控制系统本体类进行检验,并不断修正模型,丰富模型内容,对新技术及时更新。本体模型建立之后,使用Protégé本体建模工具,对本体模型进行形式化展示,同时将本体模型存储为owl文件的形式,使用owl文件存储可以方便后续对本体模型进行知识检索和推理。最后,利用实际设计案例和数据对基于本体的运载火箭制导和姿态控制系统管理平台进行测试,结果表明基于本体的运载火箭制导和姿态控制系统管理平台工作正常。