航空学报亮点文章
李金晟,庄凌,宋加洪,卢宝刚,苏伟,吴乔.适用于工程数据的飞行器气动特性修正框架[J].航空学报,,43(5):.1
研究背景新型飞行器对气动特性的预示精准度提出了更高的要求。当前工程上获取的气动特性通常由地面气动数据表及先验不确定性模型进行表征,前者用来预测任意飞行状态下的气动系数,后者用于评估预测系数的可信区间。这种预示方式存在的主要问题是:地面气动数据表存在众多误差源,致使不确定性模型过于保守、给出的气动误差带安全余量较大。
2
亮点创新基于气动辨识思想,研究了一种适用于多条飞行试验数据的气动特性修正框架,实现了对地面气动模型及先验不确定性模型的修正,主要创新点如下:
①辨识了气动差量模型的结构和参数,用于补偿气动特性的天地差异性,实现对地面气动数据表的修正。改进了基于多元正交函数的模型结构优选方法,设计了基于总体最小二乘思想的定制化参数估计算法。
②量化了气动修正模型的总偏差,用于校验先验不确定性模型,实现对气动误差带的精细化设计。提出了一种适用于弹道重建的不确定性分析方法,应用贝叶斯混合估计实现对飞行误差带和地面误差带的融合修正。
3
主要成果针对某型飞行器,重点在低空大攻角大侧滑段对地面气动预示特性进行了修正,结论如下:
(1)相比于地面气动数据表,气动修正模型预测的气动系数更接近测量的气动系数,即差量模型能够补偿一定的地面预示误差,提高气动系数的预示精度。相关结果见图1。
图1气动系数预测值(2)气动修正模型结合先验不确定性模型具有最高的预测可靠性,确定的气动误差带具有最少的误差带外测量点,说明差量模型的补偿也能提高预示的可靠性。相关结果见图2和图3。
图2原残差+先验误差带
图3修正前后误差带对比
(3)“气动修正模型+修正的不确定性模型(方式三)”能够给出精细度最高的气动误差带,其预示可靠性虽低于“气动修正模型+先验不确定性模型(方式二)”,但高于“地面气动数据表+先验不确定性模型(方式一)”,从而有效地提高了气动设计的精准度。相关结果如表1所示。
END
预览时标签不可点收录于合集#个上一篇下一篇