[发明专利]一种基于加速度功率谱密度的抖振特效建模方法

说明书

本发明属于飞行仿真技术领域，公开了一种基于加速度功率谱密度的抖振特效建模方法，包括以下步骤：一、根据飞机制造商提供的抖振运动G_RMS数据，该G_RMS数据包括垂直、纵向和侧向三个方向的数据，从中选取某一特征抖振在一定状态下的一个方向的一组或两组飞行数据；二、根据选取的飞行数据找出对应的加速度功率谱密度APSD数据序列，以各自的APSD数据序列为基础计算出建模所需的抖振参数，得出各自对应的瞬时抖振函数；三、计算对应选取的飞行数据中速度和高度的动压值，结合计算所得的瞬时抖振函数，计算得出该一定状态下实时抖振函数；四、重复一至三，分别计算在该一定状态下的另外两个方向上的实时抖振函数。本方法提高了飞行模拟器的仿真度。

技术领域

本发明属于飞行仿真技术领域，具体涉及一种基于加速度功率谱密度的抖振特效建模方法。

背景技术

在D级飞机飞行模拟机的设计中，运动平台系统是重要的分系统之一，其中，运动平台的抖振特效是模拟真实飞机在飞行过程中振动环境的重要部分，并在D级飞机飞行模拟机鉴定测试的主观项、客观项中均有明确要求。

运动平台的抖振特效属于一种随机振动，一般通过三角函数与高斯白噪声相叠加的方法生成。加速度功率谱密度是表征随机振动中不同频率分量的能量分布的重要特征。模拟机的抖振特效是与飞机的实时飞行状态密切相关的，飞机制造商提供的振动数据一般是某几种特定情况下的飞行状态对应的测量结果。在实际模拟机的飞行过程中，不可能与这些特定情况完全相同，那么就需要在现有数据条件下提取有效特征点，以构造全状态下的抖振特效。工程中的随机振动统计一般用加速度计测量加速度，并通过统计分析得到功率谱密度，但如何从实测的加速度功率谱密度中合理提取有效特征点，并通过合理插值得到连续状态下对应的抖振特效，进而构造随机振动模型，并生成符合D级模拟机要求的抖振特效却是个技术难点。

发明内容

本发明提供了一种基于加速度功率谱密度的抖振特效建模方法，解决了特征抖振在飞行模拟器上仿真的技术难题，提高了飞行模拟器的模拟仿真度。

本发明可通过以下技术方案实现：

一种基于加速度功率谱密度的抖振特效建模方法，包括以下步骤：

步骤一、根据飞机制造商提供的抖振运动G_RMS数据，所述抖振运动G_RMS数据包括垂直、纵向和侧向三个方向的数据，从中选取某一特征抖振在一定状态下的一个方向的一组或两组飞行数据；

步骤二、根据选取的一组或两组飞行数据找出对应的飞机制造商提供的加速度功率谱密度APSD数据序列，并以各自的APSD数据序列为基础计算出建模所需的抖振参数，进而得出各自对应的所述一定状态下的瞬时抖振函数x₁(t)或者x₁(t)、x₂(t)；

步骤三、计算对应选取的一组或两组飞行数据中速度和高度的动压值，并结合计算所得的瞬时抖振函数，进而计算得出所述特征抖振在所述一定状态下实时抖振函数x₀(t)；

步骤四、重复步骤一至步骤三，分别计算所述特征抖振在所述一定状态下的另外两个方向上的实时抖振函数。

进一步，重复步骤一至步骤四，分别计算所述特征抖振在其它状态下的实时抖振函数。

进一步，所述步骤二中的计算出建模所需的抖振参数的方法包括：

步骤Ⅰ、从加速度功率谱密度APSD数据序列中，选取K个波峰，在每个峰值周围包括峰值选取M个加速度功率谱密度APSD值，每个加速度功率谱密度APSD值标记为P_j，其中1≤j≤M，利用如下方程式计算对应所述波峰处的抖振参数振幅A_i，