学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

跨音速/高超音速大气数据测量技术研究

作　者: 孟博
导　师: 李荣冰
学　校: 南京航空航天大学
专　业: 导航、制导与控制
关键词: 大气数据系统跨音速高度跨音速攻角乘波体飞行器 CFD计算神经网络
分类号: V247.5
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 86次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载

内容摘要

大气数据系统(ADS)是航空飞行器的必备机载航电系统,大气参数的测量精度受飞行器飞行条件和大气环境等因素的影响,本文主要针对飞行器跨音速时大气数据剧烈波动,以及高超音速飞行时大气参数解算的模型/算法这些关键问题,开展传统ADS和嵌入式ADS(FADS)中相关大气数据测量技术的深入研究。论文针对跨音速传统大气数据系统高度波动的特点,分析了惯性导航系统高度和气压高度的解算原理,研究了大气/惯导高度通道阻尼回路特性,设计了跨音速大气/惯导高度融合算法,对大气和惯导信息进行多重融合。论文利用实际机型的飞行数据对算法进行了验证,算法可有效减小跨音速大气/惯导组合高度的波动幅值,提高高度信息的平稳性和飞行稳定性。论文在对机载攻角传感器配置特点、校准方法及跨音速攻角误差特性分析的基础上,设计了基于BP神经网络的传统大气数据系统跨音速攻角补偿修正算法,利用改进BP算法和飞行数据对网络进行训练和测试。经过验证分析,算法可显著消除跨音速大气测量攻角的剧烈抖动,提高跨音速攻角信息的精度和飞行品质。对于飞行速度更快的高超音速航空飞行器(如乘波体飞行器),其利用FADS测量大气参数。论文建立了乘波体飞行器的三维几何模型,并进行了多种飞行条件的CFD(计算流体动力学)计算。利用CFD计算数据分析了机体特定部位的压力场和温度场分布特性,并对FADS测压点布局进行了设计和优化。论文在乘波体飞行器CFD计算结果的基础上,进一步分析了FADS压力场模型特性,设计了基于神经网络的FADS算法,分别利用传统BP网络、改进BP网络和RBF网络逼近压力场模型。算法验证结果表明,改进BP网络和RBF网络可分别实现对马赫数和攻角/侧滑角大气参数的有效解算,有利于乘波体飞行器大气参数的准确获取。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-10
图表清单  10-13
注释表  13-14
第一章绪论  14-22
  1.1 论文研究背景  14-16
  1.2 大气数据测量技术研究现状  16-19
  1.3 论文研究的关键问题与研究意义  19-20
    1.3.1 论文研究的关键问题  19
    1.3.2 论文研究意义  19-20
  1.4 论文主要工作和内容安排  20-22
第二章传统大气数据系统跨音速大气/惯导高度融合算法研究  22-33
  2.1 引言  22
  2.2 大气/惯导高度通道阻尼回路特性研究  22-30
    2.2.1 大气/惯导高度阻尼原理分析  22-24
    2.2.2 气压高度测量原理与误差分析  24-25
    2.2.3 基于飞行数据的大气/惯导高度阻尼回路仿真分析  25-28
    2.2.4 基于飞行数据的跨音速大气高度误差分析  28-30
  2.3 跨音速大气/惯导高度融合算法研究  30-32
    2.3.1 跨音速大气/惯导高度融合算法方案设计  30
    2.3.2 跨音速大气/惯导高度融合算法设计  30-31
    2.3.3 基于飞行数据的跨音速大气/惯导高度融合算法仿真验证  31-32
  2.4 本章小结  32-33
第三章传统大气数据系统跨音速攻角补偿修正算法研究  33-47
  3.1 引言  33
  3.2 攻角传感器配置/校准与跨音速攻角误差特性分析  33-38
    3.2.1 攻角及其传感器配置分析  33-36
    3.2.2 攻角传感器误差与校准分析  36
    3.2.3 基于飞行数据的跨音速大气攻角误差特性分析  36-38
  3.3 面向攻角修正的BP 神经网络及其改进研究  38-42
    3.3.1 BP 神经网络结构分析  38
    3.3.2 BP 神经网络基本算法研究  38-41
    3.3.3 BP 神经网络改进算法研究  41-42
  3.4 基于改进 BP 神经网络的跨音速攻角补偿修正算法研究  42-46
    3.4.1 基于改进BP 神经网络的跨音速攻角补偿修正算法设计  42-44
    3.4.2 基于飞行数据的跨音速攻角补偿修正算法仿真验证  44-46
  3.5 本章小结  46-47
第四章高超音速嵌入式大气数据系统测压点布局设计与优化研究  47-63
  4.1 引言  47
  4.2 FADS 压力场/温度场分布特性研究方法对比分析  47-50
  4.3 FADS 载体飞行器外形建模与CFD 计算  50-53
    4.3.1 FADS 载体飞行器特点分析  50-51
    4.3.2 乘波体飞行器外形三维建模  51-52
    4.3.3 乘波体飞行器模型的CFD 计算  52-53
  4.4 基于CFD 数据的FADS 测压点布局设计与优化  53-61
    4.4.1 FADS 测压点选点原则分析  53-54
    4.4.2 FADS 压力场/温度场分布特性分析与测压点布局设计  54-56
    4.4.3 基于压力场模型线性度的FADS 测压点布局优化研究  56-61
  4.5 本章小结  61-63
第五章高超音速嵌入式大气数据系统大气参数解算算法研究  63-77
  5.1 引言  63
  5.2 FADS 大气参数不同算法对比分析  63-66
    5.2.1 加权最小二乘法原理分析  63-64
    5.2.2 三点法原理分析  64-65
    5.2.3 五点法原理分析  65
    5.2.4 查表法原理分析  65
    5.2.5 不同算法特点对比分析  65-66
  5.3 基于CFD 数据的FADS 压力场模型特性分析  66-71
  5.4 面向FADS 大气参数解算的RBF 神经网络研究  71-73
    5.4.1 RBF 神经网络结构分析  71
    5.4.2 RBF 神经网络算法研究  71-73
  5.5 基于BP 和RBF 神经网络的FADS 大气参数解算算法研究  73-76
    5.5.1 基于 BP 神经网络的FADS 算法设计  73-74
    5.5.2 基于 RBF 神经网络的FADS 算法设计  74
    5.5.3 基于 CFD 数据的 FADS 神经网络算法验证与分析  74-76
  5.6 本章小结  76-77
第六章全文总结与展望  77-79
  6.1 本文工作总结  77-78
  6.2 后续工作展望  78-79
参考文献  79-84
致谢  84-85
在学期间的研究成果及学术论文情况  85-86
附录  86-91

跨音速/高超音速大气数据测量技术研究

内容摘要

全文目录

相似论文