[发明专利]考虑摩擦力的自由振动动导数试验的数据分析方法

权利要求书

1.一种考虑摩擦力的自由振动动导数试验的数据分析方法，包含动力学分析、气动参数估计方法和气动参数筛选准则，其特征在于，包括：

步骤一、通过自由振动动稳定性导数风洞试验，测量飞行器姿态角，其中姿态角为飞行器的俯仰角或偏航角；

步骤二、以系统摩擦力矩和气动力矩为标准，当摩擦力矩与气动力矩同量级或大于气动力矩时，采用模型(1)～(4)得到俯仰稳定性气动导数或偏航稳定性导数；

Iθ··=MA+Md+Mf---(1)]]>

MA=QScA[CMθΔθ+CMθ·cAV∞θ·]---(2)]]>

M_d＝-K_dΔθ(3)

Mf=-Kfsgn(θ·)---(4)]]>

当姿态角为俯仰角时，θ为飞行器的通过自由振动动稳定性导数风洞试验测得的俯仰角，S为飞行器模型的俯仰方向参考面积，I为飞行器俯仰转动惯量，M_A为飞行器的俯仰气动力矩，M_d为自由振动动导数天平弹性铰链的恢复力矩，M_f为自由振动动导数系统的摩擦力矩，Q为风洞气流的动压，c_A为飞行器俯仰方向的参考长度，C_Mθ为俯仰静稳定性气动导数，Δθ为飞行器相对于平衡点的俯仰角变化量，[QSc_AC_MθΔθ]为气动恢复力矩，为气动阻尼力矩，V_∞为风洞气流速度，K_d为天平铰链的恢复力矩系数，K_f为系统摩擦力矩系数，为俯仰动稳定性导数；

当姿态角为偏航角时，θ为飞行器的通过自由振动动稳定性导数风洞试验测得的偏航角，S为飞行器模型的偏航方向参考面积，I为飞行器偏航转动惯量，M_A为飞行器的偏航气动力矩，M_d为自由振动动导数天平弹性铰链的恢复力矩，M_f为自由振动动导数系统的摩擦力矩，Q为风洞气流的动压，c_A为飞行器偏航方向的参考长度，C_Mθ为偏航静稳定性气动导数，Δθ为飞行器相对于平衡点的偏航角变化量，[QSc_AC_MθΔθ]为气动恢复力矩，为气动阻尼力矩，V_∞为风洞气流速度，K_d为天平铰链的恢复力矩系数，K_f为系统摩擦力矩系数，为偏航动稳定性导数。

2.如权利要求1所述的数据分析方法，其特征在于，所述步骤二中采用模型(1)～(4)得到俯仰稳定性气动导数或偏航稳定性气动导数，具体为：通过参数辨识技术(5)和(6)，从公式(1)～(4)中，得到多组未知向量X，参数辨识技术的测量向量和未知向量为：

测量向量Z为：

Z＝[θ](5)；

待辨识的未知参数向量为：

X=CMθCMθ·KfT---(6);]]>

其中，上标T为对向量的转置；

当静气动力方向指向飞行器对称轴下方时，从未知向量组中筛选出K_f大于地面试验时的K_f的未知向量，从筛选出的未知向量中筛选出具有与静气动力和飞行器的重力的合力成比例的K_f的未知向量，该未知向量中的稳定性气动导数则为所求的俯仰稳定性导数或偏航稳定性导数；

当静气动力的方向指向飞行器对称轴上方时，从未知向量组中选取K_f小于地面试验时的K_f的未知向量，从筛选出的未知向量中筛选出具有与静气动力和飞行器的重力的合力成比例的K_f的未知向量，该未知向量中的稳定性气动导数则为所求的俯仰稳定性导数或偏航稳定性导数。