[发明专利]一种非定常气动力参数预测方法

摘要

本发明公开了一种非定常气动力模型参数预测方法，涉及航空飞行器建模技术领域。在大量的风洞试验数据的基础上，利用ELM方法对非定常气动力进行建模以及预测，具有处理样本规模大、全局收敛、通用性强、预测精度高等优势，实现了单轴振荡下的非定常气动力预测，与已有的其他非定常气动力预测方法相比模型精度较高，使得先进战斗机大迎角大机动下具有准确地气动力模型，更好地实现大机动控制，从而在未来战斗机近距格斗中占据有利位置。

主权项

1.一种非定常气动力模型参数预测方法，其特征在于，包括：获取大幅振荡风洞试验数据，包含三轴力系数、三轴力矩系数、俯仰角、转盘转角和尾撑支杆滚转角；根据所述俯仰角、转盘转角和尾撑支杆滚转角获得气动力建模时相关参数，包括迎角和侧滑角；选择极限学习机ELM非定常气动力模型的输入变量为：迎角、迎角的一阶导数、侧滑角和缩减频率，选择输出变量为：三轴力系数、三轴力矩系数，选择核函数为：高斯径向基核函数；建立并求解ELM非定常气动力模型，根据风洞试验中获得的三轴力系数和三轴力矩系数，以及利用交叉验证方法优化ELM非定常气动力模型，判断建模精度是否达到要求，若达到要求则建模完成，否则重新利用交叉验证方法选择参数进行建模；获取待预测数据，包括待预测的俯仰角、转盘转角和尾撑支杆滚转角；根据所述待预测数据以及所述ELM非定常气动力模型获得与所述待预测数据对应的三轴力系数和三轴力矩系数；其中，步骤利用交叉验证方法优化ELM非定常气动力模型具体包括：第一步，模型的输入变量总数为n，将其随机分为q份，取q‑1份作为训练样本，剩余的1份作为预测样本，同时给定预测精度阈值且初始预测精度为设隐含层输入变量的个数为[n(q‑1)/10q,9n(q‑1)/10q]；第二步，给定隐含层输入变量个数为N_hide＝n(q‑1)/10q，随机选取ELM模型的参数输入层与隐含层间的连接权值w和隐含层输入变量的阈值b，由交叉验证q次后给出预测值平均精度R²，若则并将此时的N_hide、w和b记录；重复此步骤N_hide/5次；第三步，增加隐含层输入变量个数N_hide＝N_hide+2n(q‑1)/25q，重新随机选择ELM模型的参数w和b，直至隐含层输入变量个数N_hide＝n(q‑1)/10q；第四步，若则建模结束，否则转入第一步继续。