高超聲速飛行器氣動(dòng)參數(shù)辨識和輸入設(shè)計(jì)技術(shù)研究.pdf

1、論文研究高超聲速飛行器氣動(dòng)參數(shù)辨識方法。針對高超聲速飛行器的對象特性，著重研究主動(dòng)激勵(lì)技術(shù)，通過高超飛行仿真和無人機(jī)試飛驗(yàn)證了多正弦激勵(lì)的可行性，并對比了多正弦和211激勵(lì)的辨識效果。另外，針對Newton-Raphson算法需要初始值和易陷入局部最優(yōu)值等缺點(diǎn)，本文設(shè)計(jì)了基于極大似然準(zhǔn)則的粒子群算法。
　　本文的主要工作和成果如下所述:
　　首先，進(jìn)行高超聲速飛行器的對象特性分析。研究了高超聲速飛行器飛行狀態(tài)變化較快的特點(diǎn)，

2、分析了高超聲速飛行器的縱向氣動(dòng)參數(shù)的非線性，討論了動(dòng)壓、動(dòng)導(dǎo)數(shù)測不準(zhǔn)和模型的不確定性問題。基于對象特性設(shè)計(jì)了總體辨識方案。
　　其次，在高超飛行任務(wù)的基礎(chǔ)上，研究了高超聲速飛行器輸入信號設(shè)計(jì)方案和評價(jià)準(zhǔn)則并進(jìn)行了飛行仿真和演示樣機(jī)驗(yàn)證。為了獲得較好的辨識結(jié)果，高超聲速飛行器需要主動(dòng)激勵(lì)，激發(fā)飛行器的運(yùn)動(dòng)模態(tài)。研究了激勵(lì)的設(shè)計(jì)機(jī)理，分析了典型激勵(lì)的特點(diǎn)，確立了輸入設(shè)計(jì)的方案。在此基礎(chǔ)上，針對高超聲速飛行器對于辨識激勵(lì)信號的要求，設(shè)計(jì)

3、多通道激勵(lì)的方案，給出了激勵(lì)評價(jià)的參數(shù)度量和非參數(shù)度量的準(zhǔn)則。基于高超聲速飛行器飛行仿真平臺，驗(yàn)證了主動(dòng)激勵(lì)的必要性、作用方式、幅值和頻率的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，比較了在控制閉環(huán)情況下多正弦激勵(lì)與211激勵(lì)的優(yōu)劣。由于目前多正弦激勵(lì)在國內(nèi)尚無工程使用先例，在無人機(jī)平臺上對多正弦激勵(lì)的有效性進(jìn)行了驗(yàn)證。
　　再次，針對高超聲速飛行器縱向非線性的特性，使用高階項(xiàng)修正，設(shè)計(jì)了氣動(dòng)參數(shù)的高階項(xiàng)描述非線性特性的候選模型，實(shí)現(xiàn)了對高超聲速飛行器氣動(dòng)參數(shù)非