高超声速飞行器气动参数辨识和输入设计技术研究

【摘要】论文研究高超声速飞行器气动参数辨识方法。针对高超声速飞行器的对象特性,着重研究主动激励技术,通过高超飞行仿真和无入机试飞验证了多正弦激励的可行性,并对比了多正弦和211激励的辨识效果。另外,针对Newton-Raphson算法需要初始值和易陷入局部最优值等缺点,本文设计了基于极大似然准则的粒子群算法。本文的主要工作和成果如下所述：首先,进行高超声速飞行器的对象特性分析。研究了高超声速飞行器飞行状态变化较快的特点,分析了高超声速飞行器的纵向气动参数的非线性,讨论了动压、动导数测不准和模型的不确定性问题。基于对象特性设计了总体辨识方案。其次,在高超飞行任务的基础上,研究了高超声速飞行器输入信号设计方案和评价准则并进行了飞行仿真和演示样机验证。为了获得较好的辨识结果,高超声速飞行器需要主动激励,激发飞行器的运动模态。研究了激励的设计机理,分析了典型激励的特点,确立了输入设计的方案。在此基础上,针对高超声速飞行器对于辨识激励信号的要求,设计多通道激励的方案,给出了激励评价的参数度量和非参数度量的准则。基于高超声速飞行器飞行仿真平台,验证了主动激励的必要性、作用方式、幅值和频率的设计准则,比较了在控制闭环情况下多正弦激励与211激励的优劣。由于目前多正弦激励在国内尚无工程使用先例,在无人机平台上对多正弦激励的有效性进行了验证。再次,针对高超声速飞行器纵向非线性的特性,使用高阶项修正,设计了气动参数的高阶项描述非线性特性的候选模型,实现了对高超声速飞行器气动参数非线性辨识。最后,以极大似然方法为基础,发展了基于极大似然准则的粒子群算法来辨识高超声速飞行器气动力参数。将所设计的优化算法应用于高超模型仿真数据,获取了良好的辨识效果。
【作者】李超；
【导师】吴了泥；
【作者基本信息】厦门大学，机械工程，2014，硕士
【关键词】气动参数辨识；多正弦激励；主动激励；粒子群算法；高超声速飞行器；

【参考文献】
[1]卜道露.分散聚合法聚合物微球调剖剂的研究[D].成都理工大学,矿产资源化学,2013,硕士.
[2]吴开亚,金菊良.区域生态安全评价的熵组合权重属性识别模型[J].地理科学,2008,06:754-758.
[3]徐立鹏.单轴压力下花岗岩氡气析出量与扩散迁移的实验研究[D].成都理工大学,核技术及应用,2013,硕士.
[4]董良德,张民,陆上岭,孙圣.我国氧化塘废水处理的现状简述[J].污染防治技术.1995(01)
[5]穆德志.天平式游梁抽油机控制器的设计与实现[D].吉林大学,软件工程,2013,硕士.
[6]朱维杰.商业模式对盈利能力的影响研究[D].浙江工商大学,会计（专业学位）,2014,硕士.
[7]蒋海斌.舒芬太尼对非体外循环冠状动脉旁路移植术心肌保护的临床研究[D].兰州大学,麻醉学,2012,硕士.
[8]程晟,黄梁松,李玉霞.FROGLEG型机械手的预测控制研究[J].山东科技大学学报(自然科学版),2014,01:.
[9]申曙光,王胜,庞先勇,鲍卫仁,朱素渝,谢克昌.煤在直流电弧等离子体中的气化[J].煤炭转化.2003(01)
[10]段舒雅.毫米波双极化微带天线的设计方法研究[D].哈尔滨工业大学,电子与通信工程,2014,硕士.
[11]陈燕玲.基于Android手机的网络游戏系统设计与实现[D].南京信息工程大学,系统分析与集成,2012,硕士.
[12]苏冬平,吴少敏,苏异才.KDD与遗传寻优及在宝钢的应用[A].中国金属学会.2001中国钢铁年会论文集（下卷）[C].中国金属学会:,2001:3.
[13]颜溯.基于燃油经济性的汽车列车传动系统参数优化[D].重庆交通大学,车辆工程,2012,硕士.
[14]裴晓平.吉林油田油水井井下大修作业成本核算方法研究[D].吉林大学,会计,2012,硕士.
[15]李维,胡江溢,程浩忠.电网调度运行知识库管理系统[J].华东电力,2004,05:14-16.
[16]汤雯.陕西省灵活就业人员养老保险政策研究[D].西北大学,社会保障,2014,硕士.
[17]康兴汝.基于虚拟现实技术的电厂汽轮机设备维修模拟研究[D].沈阳理工大学,控制理论与控制工程,2013,硕士.
[18]张玉芳,熊忠阳,王灿,刘春泳.含正负项目的基于位串频繁项集挖掘算法研究[J].控制与决策,2010,01:37-42.
[19]王正国.沟槽型织构化表面对界面摩擦振动噪声的影响[D].西南交通大学,机械设计及理论,2013,硕士.
[20]王坚.湖南省永济镇新农合系统补偿管理子系统的设计与实现[D].吉林大学,软件工程,2014,硕士.
[21]范冰冰,王利娜,温合静,关莉,王海龙,张锐.水分子链受限于单壁碳纳米管结构的密度泛函理论研究[J].物理学报,2011,01:155-159.
[22]王桂斌.依达拉奉对缺氧复氧酸中毒损伤神经元的保护作用及机制研究[D].中南大学,临床医学,2014,博士.
[23]特列克·巨马夏力甫.新疆交通厅招投标信息管理系统的设计与实现[D].山东大学,软件工程（专业学位）,2012,硕士.
[24]谢志远,刘倩,郭以贺,王岩.三相架空电力线上载波信号的传输规律[J].电力系统自动化,2012,05:57-60.
[25]王源.一种基于Simhash的文本快速去重算法[D].吉林大学,软件工程,2014,硕士.
[26]申海龙.TPX2、Aurora-A和PCNA在脑胶质瘤中的表达及其临床意义[D].河北医科大学,外科学,2013,硕士.
[27]罗惠.工件加工时间由机器决定的两类排序问题研究[D].浙江理工大学,基础数学,2014,硕士.
[28]陈美玲.初中生物实验探究教学模式与创造力培养[D].福建师范大学,2001.
[29]李晓芳.《灿烂千阳》叙事视角效果研究[D].河北师范大学,英语语言文学,2014,硕士.
[30]时玉宝,关忠良,余吉安.人才集聚与区域经济发展:以北京市怀柔区为例[J].经济问题探索,2014,06:44-47+73.
[31]魏正军.量子保密通信光检测和随机码产生的研究[D].华南师范大学,2004.
[32]宋俊斋.89例子宫肉瘤临床因素与预后分析[D].吉林大学,临床医学,2013,硕士.
[33]毕臻乐.柞蚕滞育关联蛋白3的表达与功能研究[D].浙江理工大学,生物化学与分子生物学,2014,硕士.
[34]周峰.甜瓜耐低温、耐弱光鉴定方法和鉴定指标研究[D].扬州大学,蔬菜学,2012,硕士.
[35]牛钊.基于C/S和B/S混合模式的城市公共交通非接触式IC卡收费系统的研究及实现[D].西安理工大学,电气工程,2003,硕士.
[36]张清.基于模型的软件测试技术研究[D].北京交通大学,计算机技术（专业学位）,2013,硕士.
[37]桑爱红.论量刑程序的独立性建构[D].山东大学,法律（专业学位）,2012,硕士.
[38]周遥.WiFi环境下的定位技术研究[D].华东师范大学,计算机软件与理论,2013,硕士.
[39]刘秀杰.康拉德小说的陌生化诗学[D].上海外国语大学,2009.
[40]张风.农村空巢老人社会支持状况研究[D].济南大学,社会学,2012,硕士.
[41]黄万滨.论康德实践理性在其道德哲学中的地位[D].华侨大学,伦理学,2013,硕士.
[42]朴营国,何希勤,张化光.一种多输入-多输出模糊自适应控制方法的研究[J].自动化学报,2000,01:109-114.
[43]樊彩莲.BaCe_(0.1)Fe_(0.9-x)Co_xO_(3-δ)作为低温SOFCs阴极性能研究[D].山西师范大学,化学,2013,硕士.
[44]王建.心理契约违背与员工工作态度及组织公民行为的关系研究[D].浙江大学,2005.
[45]宋金蝶.湖南电视艺术中的湖湘视觉文化元素研究[D].湖南师范大学,设计艺术学,2014,硕士.
[46]王凯润.大发供热公司营销系统整合项目规划管理研究[D].吉林大学,工业工程,2013,硕士.
[47]杨邦湘.宽带接入技术与发展[J].邮电商情.2000(01)
[48]范立娟.公共部门人力资源管理的激励机制研究[D].燕山大学,行政管理,2014,硕士.
[49]张敏燕.北美科迪勒拉成矿省斑岩铜矿地质、地球化学特征研究[D].中国地质大学（北京）,矿物学、岩石学、矿床学,2014,硕士.
[50]房轩.液体中轻敲模式下具有品质因数控制技术的AFM微悬臂梁检测技术的研究[D].天津大学,测试计量技术及仪器,2004,硕士.