[发明专利]飞行器弹性模态的控制关联建模方法

权利要求书

1.一种飞行器弹性模态的控制关联建模方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1、建立飞行器结构的弹性结构模型，具体包括：

步骤11、将飞行器前体机身和后体机身看作两根悬臂梁，分别为指向机头的前体梁和指向机尾的后体梁；假设机体梁为恒截面惯性矩分布，仅考虑飞行器质量和机身温度两个影响因素；

步骤12、采用拉丁超立方采样选取不同质量分布和结构温度，代入有限元方程分别求得对应的弹性模态，建立关于飞行器总质量m和机体平均温度T的代理模型：

ω＝f(m,T)、φ＝g(m,T)

步骤2、推导弹性体飞行器的动力学方程；

步骤3、从弹性体飞行器的动力学方程中提取面向控制的弹性体模型；

步骤4、对所述面向控制的弹性体模型进行分析。

2.如权利要求1所述的飞行器弹性模态的控制关联建模方法，其特征在于，所述步骤12进一步包括：

步骤12a、采用超立方采样法按照下述步骤从飞行器总质量m和机体平均温度T两个变量中分别选取n个不同的值：

将每个变量取值范围等概率地分成n份；

在每个子区间中根据其概率分布随机选取一点；

对从随机变量x₁中选取的n个值与随机变量x₂中n个值随机组合，再将这n对值与随机变量x₃的n个值随机组合，直到所有变量组合完毕；

步骤12b、建立用于描述机身弹性模态与质量和结构材料温度的多项式模型；

步骤12c、采用可决系数、方差比率、均方根误差和最大标准残差评价评估所获取的模型。

3.如权利要求1所述的飞行器弹性模态的控制关联建模方法，其特征在于，所述步骤3进一步为：

通过莫尔斯灵敏度分析法分析气动力/力矩系数的主要影响因素，获得弹性体飞行器动力学模型：

系统的输入参数为x∈Rⁿ，为了消除各参数量纲的影响，对各参数进行归一化处理使得x中各元素x_i均满足x_i∈[0,1],i＝1,…,n，系统的输出定义为y＝f(x)∈R^m；则第i个输入因子x_i的基本效应定义为：

其中，e_i为第i个元素为1、其他元素为0的n维向量；Δ为步长；x为参数空间的随机采样且x+Δe_i仍在参数空间内；

若在参数空间随机采样R个样本点，通过对R个样本点进行一次分析，计算灵敏度，再对这R个灵敏度进行统计学特性分析，计算其均值与标准差：

若灵敏度均值μ_i显著异于0，则参数i对于输出y具有全局影响性；灵敏度标准差σ_i越大表示参数i对于输出有显著的非线性特性，包括高次项及参数之间的交互作用。

4.如权利要求1所述的飞行器弹性模态的控制关联建模方法，其特征在于，所述步骤4进一步包括：采用方差比率、均方根误差、最大标准残差及拟合优度对模型进行验证。