[发明专利]一种飞行器气动参数辨识误差区间估算方法

说明书

技术领域

本发明属于飞行器系统辨识领域，涉及对飞行器气动参数辨识结果的误差区间进行估算的方法。

背景技术

对于飞行器气动参数的极大似然辨识，C-R界给出了参数辨识误差区间的最好的理论预测，被广泛地应用于对飞行器气动参数辨识误差区间的确定，其前提条件是观测噪声为高斯白噪声。但对于飞行试验测量数据的气动参数辨识实践表明，多次飞行试验气动参数辨识结果的样本标准偏差统计值比C-R界高数倍，参见《利用两种辨识方法从轻型飞机飞行数据中提取稳定与控制导数》(《Determination of Stability and Control Parameter of a Light Airplanefrom Flight Data Using Two Estimation Methods》)，Klevin V，NASA TP-1036，1979。究其原因是，C-R界在高斯白噪声条件下导出的，而实测数据的噪声通常是低频区域的有色噪声，不满足使用条件，因此得到的误差区间是不准确的。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：在常用的参数辨识误差区间估算标准C-R界的基础上，针对其应用于飞行试验测量数据时估算结果量值过小的问题，通过理论推导得到一种C-R界修正方法，利用该修正方法能够较准确地估算飞行器气动参数辨识误差区间。

本发明包括如下技术方案：

一种飞行器气动参数辨识误差区间估算方法，步骤如下：

进行飞行试验，获取观测矢量y的测量数据y_m；

建立气动数学模型，所述气动数学模型为飞行器气动力和力矩系数与状态和控制参数之间的函数关系式；

利用极大似然辨识方法，对飞行器气动力数学模型中的未知气动参数组成的矢量θ进行辨识，获取气动参数θ的辨识值

根据辨识值通过求解飞行动力学方程组，计算观测量的预测值并计算观测噪声v，v=ym-y^;]]>

对所述观测噪声进行傅立叶变换，并获得观测噪声的截止频率f_c；

根据飞行试验测量数据的采样频率f_m，确定测量数据的奈奎斯特频率f_n，f_n＝f_m/2；

利用截止频率f_c和奈奎斯特频率f_n计算修正系数K，

计算任意一个气动参数θ_i的C-R界C_i；

利用修正系数K，对该气动参数θ_i的C-R界C_i进行修正，修正后的C-R界为此即为气动参数θ_i的辨识误差。

确定气动参数θ_i的辨识误差区间为

本发明与现有技术相比具有如下优点：

本发明的参数辨识误差区间估算方法简便、实用，仅需要单次飞行试验测量数据样本，就可以给出每一个气动参数辨识结果的误差区间。

本发明的参数辨识误差区间估算方法，针对现有方法存在的问题进行了修正，因此误差区间估算结果比现有方法更加准确、可信，为将根据飞行试验数据辨识的气动参数应用于飞行器设计与改进奠定了基础。

附图说明

图1为构造白噪声示意图；

图2为俯仰力矩导数的5次飞行试验辨识结果示意图；

图3为俯仰力矩导数辨识结果的平均值和样本标准差示意图；

图4为俯仰力矩导数辨识结果的平均值和C-R界平均值示意图；

图5为飞行试验观测噪声的功率谱密度示意图；

图6为根据本发明方法得到的C-R界修正值示意图。

具体实施方式

下面就结合附图对本发明做进一步介绍。

本发明的一种飞行器气动参数辨识误差区间估算方法，利用该方法获取气动参数辨识结果误差区间的步骤如下：