[发明专利]一种用于飞机配平的粒子群优化方法

说明书

技术领域

本发明属于飞机飞行控制领域，特别涉及一种用于飞机自动计算配平稳定状态的智能进化全局优化方法。

背景技术

在飞机总体设计和飞行性能分析过程中，必须得到飞机的配平飞行状态，配平状态定义为所有的动作变量是常值或零的状态，即所有的线速度和角速度分量是常值或零，所有的加速度分量是零（假设飞机的重量保持恒定，并忽略空气密度随高度的变化），如定常直飞、定常转弯等。

传统获得飞机配平稳定状态的方法是进行线性近似，即将其展开为泰勒级数，并取至一次项，略去二次以上各项，再解算线性方程，如此线性近似，必然会引起模型误差，影响了配平状态的精度，配平状态获得的过程也非常繁琐。上述过程可参见张明廉的《飞行控制系统》P96-97。

发明内容

本发明的目的，在于提供一种用于飞机配平的粒子群优化方法，其可使得配平过程实现自动化，提高飞机配平过程的工作效率和精度。

为了达成上述目的，本发明的解决方案是：

一种用于飞机配平的粒子群优化方法，包括如下步骤：

（1）初始化粒子群参数，指定飞行模态、搜索范围和约束条件，选择任一初始航向，迎角范围设为-5°～5°，升降舵范围设为-30°～30°，副翼范围设为-30°～30°，方向舵范围设为-5°～5°，并给出相应飞行模态的约束条件；

（2）在给定的控制输入和状态给定量下解算飞机非线性动力学数学模型；

（3）计算式（1）所示的目标函数进行粒子适应度检测；

f=v·t2+α·2+β·2+p·2+q·2+r·2---(1)]]>

（4）依据式（2）、（3）更新种群历史最优位置和粒子的个体历史最优位置；

v_id(t+1)=w×v_id(t)+c₁×rand()×(p_id(t)-x_id(t)+c₂×rand()×(p_xd(t)-x_id(t))   （2）

x_id(t+1)=x_id(t)+v_id(t+1)                        （3）

其中，p_id表示在搜索空间中单个粒子所经历过的最优位置，p_xd表示在搜索空间中整个粒子群所经历过的最优位置，w表示加权系数，c₁和c₂表示学习因子；

（5）产生相同数目的子代粒子，用子代粒子取代父代粒子，设x_i和x_j为2个父代粒子，依据式（4）、（5）对粒子进行杂交；

x_i(t+1)=s·x_i(t)+(1-s)·x_j(t)                    （4）