高超聲速飛行器氣動參數辨識和輸入設計技術研究.pdf

1、論文研究高超聲速飛行器氣動參數辨識方法。針對高超聲速飛行器的對象特性，著重研究主動激勵技術，通過高超飛行仿真和無人機試飛驗證了多正弦激勵的可行性，并對比了多正弦和211激勵的辨識效果。另外，針對Newton-Raphson算法需要初始值和易陷入局部最優(yōu)值等缺點，本文設計了基于極大似然準則的粒子群算法。
　　本文的主要工作和成果如下所述:
　　首先，進行高超聲速飛行器的對象特性分析。研究了高超聲速飛行器飛行狀態(tài)變化較快的特點，

2、分析了高超聲速飛行器的縱向氣動參數的非線性，討論了動壓、動導數測不準和模型的不確定性問題。基于對象特性設計了總體辨識方案。
　　其次，在高超飛行任務的基礎上，研究了高超聲速飛行器輸入信號設計方案和評價準則并進行了飛行仿真和演示樣機驗證。為了獲得較好的辨識結果，高超聲速飛行器需要主動激勵，激發(fā)飛行器的運動模態(tài)。研究了激勵的設計機理，分析了典型激勵的特點，確立了輸入設計的方案。在此基礎上，針對高超聲速飛行器對于辨識激勵信號的要求，設計

3、多通道激勵的方案，給出了激勵評價的參數度量和非參數度量的準則。基于高超聲速飛行器飛行仿真平臺，驗證了主動激勵的必要性、作用方式、幅值和頻率的設計準則，比較了在控制閉環(huán)情況下多正弦激勵與211激勵的優(yōu)劣。由于目前多正弦激勵在國內尚無工程使用先例，在無人機平臺上對多正弦激勵的有效性進行了驗證。
　　再次，針對高超聲速飛行器縱向非線性的特性，使用高階項修正，設計了氣動參數的高階項描述非線性特性的候選模型，實現了對高超聲速飛行器氣動參數非