一种飞机飞行品质短周期模态参数辨识方法

摘要

本发明涉及一种飞机飞行品质短周期模态参数辨识方法，属于飞机试验技术领域。本发明应用传统参数辨识方法对新高教飞行品质参数进行辨识，分别采用最小二乘法和极大似然法从时域和频域对新高教参数进行辨识。建立飞机飞行品质参数辨识系统界面，方便试飞工程师以后的飞行数据处理。本发明可以提高飞行品质数据处理精度，缩短试飞工程师数据处理时间和减少飞行试验周期；通过对新高教运动模态参数进行辨识方法的研究，建立飞机飞行品质参数辨识系统界面，方便试飞工程师以后的飞行数据处理，节约时间。

主权项

一种飞机飞行品质短周期模态参数辨识方法，该方法的特征在于：飞机运到模态飞行品质特性参数，采用连续域等效低阶系统传递函数来描述；飞机纵向短周期运动模态通常用下述等效数学模型：式中为俯仰角速率(rad/s)，F_p为纵向杆力(lb)，为等效增益(rad/sec/lb),为短周期模态等效自然频率(rad/sec),为短周期模态等效时间常数的倒数(1/sec),τ为等效时间延迟(sec)；采用伯德近似将上式中的时间延迟非线性环节e^‑τs转化为线性系统，这里选用四阶伯德近似式：式中p₁,p₂,p₃为伯德近似系数；经拉式反变换，将上式转换为连续型线性微分方程：$\frac{d^6\stackrel{·}{\theta }\left(t\right)}{{\mathrm{dt}}^6}+a_5\frac{d^5\stackrel{·}{\theta }\left(t\right)}{{\mathrm{dt}}^5}+...+a_1\frac{d\stackrel{·}{\theta }\left(t\right)}{dt}+a_0\stackrel{·}{\theta }\left(t\right)=b_5\frac{d^5{F}_P\left(t\right)}{{\mathrm{dt}}^5}+b_4\frac{d^4{F}_P\left(t\right)}{{\mathrm{dt}}^4}+...+b_1\frac{{\mathrm{dF}}_P\left(t\right)}{dt}+b_0{F}_P\left(t\right)---\left(3\right)$不失一般性，将上式写成连续线性时不变系统的基本形式：$\frac{d^{n}y\left(t\right)}{{\mathrm{dt}}^n}+a_{n-1}\frac{d^{n-1}y\left(t\right)}{{\mathrm{dt}}^n}+...+a_1\frac{dy\left(t\right)}{dt}+a_{0}y\left(t\right)=b_m\frac{d^{m}u\left(t\right)}{{\mathrm{dt}}^m}+b_{m-1}\frac{d^{m-1}u\left(t\right)}{{\mathrm{dt}}^{m-1}}+...+b_1\frac{du\left(t\right)}{dt}+b_{0}u\left(t\right)---\left(4\right)$式中，u(t)和y(t)分别为系统过程的输入和输出量；对线性时不变系统，系统a_i和b_i均为常数，且m≤n；在零初值条件上式传递函数为：$G\left(s\right)=\frac{y\left(s\right)}{u\left(s\right)}=\frac{b_m{s}^m+b_{m-1}{s}^{m-1}+...+b_1{s}^1+b_0}{s^n+a_{n-1}{s}^{n-1}+...+a_1{s}^1+a_0}---\left(5\right)$利用双线性变换公式：可将连续型传递函数转化为离散型脉冲传递函数：$H\left(z^{-1}\right)=\frac{Y\left(z^{-1}\right)}{U\left(z^{-1}\right)}=\frac{{\beta }_1{z}^{-1}+{\beta }_2{z}^{-2}+...+{\beta }_{n_b}{z}^{-n_b}}{1+{\alpha }_1{z}^{-1}+{\alpha }_2{z}^{-2}+...+{\alpha }_{n_a}{z}^{-n_a}}---\left(6\right).$