《面向控制的近空間高超聲速飛行器動力學建模與驗模》是依託北京航空航天大學，由吳雲潔擔任項目負責人的重大研究計畫。
基本介紹
- 中文名：面向控制的近空間高超聲速飛行器動力學建模與驗模
- 依託單位：北京航空航天大學
- 項目負責人：吳雲潔
- 項目類別：重大研究計畫
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
本項目以近空間高超聲速飛行器為背景，以滿足其動力學特性分析和飛控系統設計研究戀習整斷中對動力學模型的迫切需求為目標，集成氣動和控制方向的研究成果，重點研陵臘犁訂究高空、高速、非定常流動氣體環境下髙超聲速飛行器的氣動特性，探索真實描述近空間高超聲速飛行器動力學特性的動力學建模方法和惡劣實驗條件下的動力學模型驗證新方法，給出面向院姜采控制系統設計的飛行器動力學模型及其可信度評估，為該飛行器動力學特性分析、飛行控制系統設計奠定基礎。為我國近空間高超聲速飛行器飛控系統設計方法研究，乃至工程設計提供理論指導和技術支持，促進我國控制理論研究的進展，推動控制理論與控制工程等學科的發展。. 研究採取集成項目群的方式，聚集控制和氣動領域的專家隊伍，借鑑、集成重大研究計畫中控制和氣動方向重點項目及部分培育項目的研究成果，通過引入新的理論與方法，實現重大研究計畫項目研究成果的不斷提煉和升華，促進源頭創新，達到集成升華
結題摘要
本文主要是基於一種新的高超聲速相似律使用模型遷移理論對具有相似構型的臨近空間高超聲速飛行器進行建模，並使用灰色系統理論評估遷移得到肯少霉動力學模型的可信度。傳統的飛行器動遷棗紙力學建模主要是通過大量的地面風洞吹風實驗獲取相關氣動參數，再利用實航飛行試驗數據對其進行校正。然而高超聲速飛行器的研發是一個小批量、多批次產品研發過程，並且受目前技術條件的限制, 使得近空間高超聲速飛行器建模與驗模的周期長、費用大。本文在研究臨近空間高超聲速飛行器氣動特性的基礎上，給出了評估高超聲速飛行器間氣動構型相似度的旋抹勸方法；並指出當飛行器氣動外形間的相似度大於0.8時可以使用模型遷移方法對新飛行器進行建模。為了探索側滑角不為零時具有相似構型的飛行器氣動參數間的關係，本文給出了一種新的高超聲速相似律；相似構型的飛行器間粘性流的影響可以通過偏差矯正時，兩個滿足高超聲速相似律的飛行器的氣動參數鞏櫃間滿足線性關係。當其中一個飛行器的氣動參數已知時，另外一個飛行器的氣動參數可以通過輸入輸出偏差矯正的方法獲得; 這樣只需對新飛行器做微量的實驗就可以獲得其完整的動力學模型，從而達到減小試驗成本縮短建模周期的目標。針對小樣本數據下高超聲速飛行器模型評估的問題，藉助灰色系統理論對模型的可信度進行了深入分析研究。利用灰色關聯分析方法對遷移得到的高超聲速飛行器模型的氣動數據進行了關聯性分析，獲得了遷移數據與真實數據之間的灰色關聯度，為模型的進一步評估奠定基礎。提出了灰色置信度和灰色置信區間的概念，並與Bootstrap方法相融合，建立了一套完整的灰色評估方法體系。將該方法套用於高超聲速飛行器模型的評估中，獲得了模型可信度的量化評估結果。通過仿真計算，證明了上述方法的合理性和有效性。本文研究的建模與可信度評估方法是對小樣本數據下的高超聲速飛行器建模與模型可信度評估的初探，對工程套用具有一定指導意義。
