[发明专利]一种飞行试验与地面仿真气动力数据综合建模方法

权利要求书

1.一种飞行试验与地面仿真气动力数据综合建模方法，其特征在于，步骤如下：

在飞行器的飞行包络范围内，进行气动力计算地面仿真，获取全空域、全速域的气动力仿真数据，并转换成气动力仿真样本；

进行飞行试验，获取10次以上的飞行试验状态测量数据；

对所述的飞行试验状态测量数据，根据气动力辨识方法，获得多次飞行试验的气动力辨识数据样本；

将上述气动力辨识数据样本以及气动力仿真样本一起作为总样本,利用基于人工智能的BP神经网络方法，通过机器学习，建立综合了飞行试验与地面仿真数据的飞行器全空域、全速域气动力数学模型；

气动力仿真样本的转换通过下述方式实现：

将得到的气动力仿真数据制成气动数据表，所述的气动数据表包括仿真输入参数以及对应的输出；

将气动数据表中的每个仿真输入参数在飞行包络范围内生成相同数量的随机数，根据正交组合方式得到新的气动数据表；

利用多元插值方式确定新的气动数据表中的输出，将新的气动数据表中的输入参数及输出作为气动力仿真样本；

在获得飞行试验气动力数据样本之前对所述的飞行试验状态测量数据进行数据处理、获取飞行试验标称数据；之后对飞行试验标称数据进行气动力辨识，获得多次飞行试验的气动力辨识数据样本；

所述的获取飞行试验标称数据通过下述方式实现:

建立飞行试验状态测量参数误差模型；

利用极大似然方法，根据飞行试验状态测量数据中的弹道坐标预测误差最小，估计上述误差模型中的未知参数，得到确定的误差模型；

利用确定的误差模型修正飞行试验状态测量数据；

利用每次飞行试验过程中风场的测量数据修正对应飞行试验状态测量中的速度数据。

2.根据权利要求1所述的一种飞行试验与地面仿真气动力数据综合建模方法，其特征在于所述的多元插值方式从气动数据表中最外层开始依次利用一元插值方式进行插值，直至第一层插值完成。

3.根据权利要求1所述的一种飞行试验与地面仿真气动力数据综合建模方法，其特征在于：所述随机数的数量不少一万。

4.根据权利要求1或3所述的一种飞行试验与地面仿真气动力数据综合建模方法，其特征在于：所述的随机数在飞行试验覆盖的范围内的数量不大于飞行试验的气动力辨识数据样本数量的10％。

5.根据权利要求1所述的一种飞行试验与地面仿真气动力数据综合数学建模方法，其特征在于所述的气动力辨识方法如下：

利用飞行试验状态测量数据或者飞行试验标称数据中的速度、姿态计算攻角和侧滑角；

利用大气模型计算声速，再利用所述速度计算得到马赫数；

利用大气模型计算大气密度，并利用所述速度计算得到动压；

利用飞行试验状态测量数据或者飞行试验标称数据中的加速度、飞行器质量、参考面积结合所述的动压计算得到气动力系数；

利用飞行试验状态测量数据或者飞行试验标称数据中的角速率通过微分得到角加速率，再利用飞行器的转动惯量、参考面积、参考长度结合所述的动压得到气动力矩系数。

6.根据权利要求1所述的一种飞行试验与地面仿真气动力数据综合建模方法，其特征在于：BP神经网络的最优层数为3层，每层神经元数分别为M、M-1、M-2，这样得到的模型预测误差最小，其中M为输入参数个数。

7.根据权利要求6所述的一种飞行试验与地面仿真气动力数据综合建模方法，其特征在于：所述的输入参数个数M值为8个，分别为高度h，马赫数Ma，迎角α，侧滑角β，四个舵偏角δ₁、δ₂、δ₃、δ₄。