[发明专利]一种归一化的人机系统飞行品质预测方法

摘要

本发明公开了一种归一化的人机系统飞行品质预测方法，属于飞行器设计技术领域。所述方法包括构建增广被控对象、构建飞行员最优控制模型指标函数、计算飞行员最优控制增益、求解观测噪声方差和操纵噪声方差、计算指标函数J、进行寻优计算直至找到令J取得最小值的加权系数、进行人机系统飞行品质预测模型拟合以及最后进行飞行品质预测的步骤。本发明提供统一的飞行品质预测标准模型，避免了原始模型系数A和B的多样性，可以形成归一化的飞行品质预测模型，有利于模型推广使用，一定程度上降低了指标函数加权系数对模型评估的影响。

主权项

一种归一化的人机系统飞行品质预测方法，其特征在于：具体包括如下步骤，第一步，构建增广被控对象；其中，xs是带有延迟的增广状态向量，为xs的一阶导数，As、Bs、Cs、Ds、Es是增广系数矩阵，up是飞行员操纵量，y是输出状态量，w是外界扰动向量。Cs＝[C DCd]，Cs＝[C DCd]，Ds＝D，x为飞机小扰动方程状态向量，xd为带有时间延迟的增广状态向量，Ad、Bd、Cd分别为带有时间延迟的增广系数矩阵，A、B、C、D、E分别为飞机小扰动状态方程特性系数矩阵；飞行员实际感知向量yobs为yobs＝Csxs+Dsup+vy   (2)其中，vy是观测噪声，观测噪声强度Vy为：其中，ρy是感知噪声信噪比，fy是注意力分配系数，为观测噪声方差；第二步，根据飞行任务，构建飞行员最优控制模型指标函数，给定初始加权系数值Qy和ru；第三步，计算飞行员最优控制增益；第四步，求解观测噪声方差和操纵噪声方差，计算Kalman滤波增益；第五步，计算指标函数J；第六步，以指标函数J为目标函数，以加权系数为自变量，进行寻优计算，直至找到令J取得最小值的加权系数；第七步，根据最优注意力分配加权系数，计算指标函数，进行人机系统飞行品质预测模型拟合；根据飞行试验结果对形如下式的飞行品质预测模型进行拟合：其中的参数A和B为模型系数，采用现有飞行品质试验数据拟合得到，第八步，采用上述模型进行飞行品质预测。