[发明专利]适用于电传飞控直升机的飞行实验数据快速频域辨识方法

权利要求书

1.一种适用于电传飞控直升机的飞行实验数据快速频域辨识方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：数据野值的剔除与补正、低通滤波、传感器位置校正以及数据相容性检查和数据重建；

步骤2：将飞行实验数据转换成频域，并构建辨识模型，采用完全线化的状态空间模型；

步骤3：快速初值估计，得到待辨识参数的初值估计θ；

步骤4：模型结构辨识，在进行下一步辨识之前，对这些参数进行取舍；

步骤5：快速频域输出误差。

2.如权利要求1所述的一种适用于电传飞控直升机的飞行实验数据快速频域辨识方法，其特征在于，步骤1具体为：

首先利用低阶多项式滑动拟合法来进行野值的判断和剔除；

之后使用滤波器滤去高频噪声，并且需要对传感器的位置进行校正；

之后进行数据相容性检查，利用具有函数关系的不同测量响应来辨识出这些偏差；

之后进行数据重建，以消除所有测量数据的偏差，确保数据的相容性。

3.如权利要求2所述的一种适用于电传飞控直升机的飞行实验数据快速频域辨识方法，其特征在于，步骤1的滤波方法如下式：

其中，ω_c为低通滤波的截止频率，单位为Hz，f(t)为测量得到的响应序列，为滤波后的响应序列，sinc(·)为滤波函数。

4.如权利要求2所述的一种适用于电传飞控直升机的飞行实验数据快速频域辨识方法，其特征在于，步骤1的传感器位置校正通过以下公式实现：

其中，a_x,a_y,a_z表示重心处的加速度，a_xm,a_ym,a_zm表示传感器处的加速度，p,q,r表示直升机x、y、z轴的角加速度，l_ii(i＝1,2,3)表示传感器与重心的距离。当直升机只有平动时，传感器处的加速度就等于重心处的值，而当有转动时，就必须要就行修正。

5.如权利要求1所述的一种适用于电传飞控直升机的飞行实验数据快速频域辨识方法，其特征在于，步骤2具体为：使用Harming窗对所有数据进行加窗，之后再通过快速傅里叶变换实现时域数据向频域的转换。

6.如权利要求1所述的一种适用于电传飞控直升机的飞行实验数据快速频域辨识方法，其特征在于，步骤3具体为：

快速初值估计，将线性代数方程进行傅立叶变换，并进一步转换为不含有复数部分的形式，作为快速初值估计的线性代数方程，然后利用最小二乘法得到待辨识参数的初值估计。

7.如权利要求6所述的一种适用于电传飞控直升机的飞行实验数据快速频域辨识方法，其特征在于，步骤3的线性代数方程的形式如下：

Y(t)＝X(t)·θ

其中，Δa_x(t),Δa_y(t),Δa_z(t)分别表示测量得到的x、y、z轴线性加速度增量，分别表示测量得到的x、y、z轴角加速度增量，θ为由稳定性导数和操纵导数组成的待辨识参数向量：X(t)是由测量的状态量和操纵量增量组成的回归矩阵。

8.如权利要求1所述的一种适用于电传飞控直升机的飞行实验数据快速频域辨识方法，其特征在于，步骤4具体为：

所有的待辨识参数得到初步的辨识结果后，计算待辨识参数的不灵敏度函数和Cramer—Rao边界，然后将不灵敏度函数值大于经验值以及Cramer－Rao边界大于经验值的参数从模型中删除，不参与下一步的辨识。

9.如权利要求1所述的一种适用于电传飞控直升机的飞行实验数据快速频域辨识方法，其特征在于，步骤5具体为：

首先得到响应频谱的解析解，而后得到响应频谱对待辨识参数的灵敏度，进而得到频域输出误差法的指标函数；基于以上的结果，建立伯德图形式的频域输出误差法，得到待辨识参数的迭代公式。

10.如权利要求9所述的一种适用于电传飞控直升机的飞行实验数据快速频域辨识方法，其特征在于，步骤5的频域输出误差法的指标函数为：

其中，x(ω)为状态变量的频域表示，x_m(ω)为测量得到的响应频谱，ω₀为频域数据的基频，N为辨识用到的数据总点数，R是新息协方差矩阵。