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基于参数辨识技术对飞行器计算机仿真模型的改进设计

作 者: 康莹莹
导 师: 姜建国;孙林
学 校: 西安电子科技大学
专 业: 计算机技术
关键词: 计算机仿真 参数辨识 极大似然算法 飞行试验数据分析
分类号: TP391.9
类 型: 硕士论文
年 份: 2009年
下 载: 92次
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内容摘要


在飞行器研究和设计领域,系统仿真技术得到了广泛的应用与发展。随着仿真技术在飞行器研究和设计中应用的不断深入,单纯依靠计算机仿真进行分析所得出的结果同飞行器飞行试验所反映出的实际的性能还存在相当大的差距,因此将仿真技术与飞行试验相结合,对试验所获取的数据进行分析处理,并进一步对系统模型和参数进行辨识,对计算机仿真模型进行改进设计已成为当代飞行器设计研制中的一个新课题,对提升飞行器设计研制水平具有举足轻重的作用。本文以某型飞行器为背景,用C语言编程实现了飞行器六自由度运动计算机仿真模型的建立,在对飞行试验数据进行有效处理的基础上,应用极大似然法进行气动参数辨识,并最终完成了计算机仿真模型的改进设计。首先,应用已有的数学模型建立了较为完整的飞行器六自由度运动计算机仿真模型;其次,对飞行试验数据进行野值识别、剔除与补正,设计低通滤波器进行数字滤波,运用中心插值算法进行微分平滑等数据预处理;再次,在建立参数辨识基本方程的基础上,采用极大似然准则和改进的牛顿—拉夫逊迭代算法辨识气动力参数;最后,利用辨识得到的气动参数,完成了对计算机仿真模型的改进设计。通过与飞行试验实测数据的对比,利用改进设计后的计算机仿真模型进行仿真计算的结果与实测数据的逼近程度比改进设计前的计算机仿真模型计算结果有了显著的提高,这对完善飞行试验与仿真试验相结合的一体化试验验证方法提供了一条新的技术途径。

全文目录


摘要  3-4
Abstract  4-8
第一章 绪论  8-12
  1.1 研究背景  8
  1.2 国内外研究现状  8-10
  1.3 本文工作  10-11
  1.4 论文的组织结构  11-12
第二章 传统计算机仿真模型建立方式的分析与研究  12-16
  2.1 数学模型-飞行器运动方程组简述  12-13
  2.2 计算机仿真模型建立的算法选择  13-15
  2.3 传统计算机仿真模型存在的主要问题及解决方案  15-16
第三章 试验数据的预处理  16-26
  3.1 野值的识别、剔除与补正  16-19
    3.1.1 野值的识别和剔除  16-18
    3.1.2 野值点的补正  18-19
  3.2 低通数字滤波  19-21
    3.2.1 低通数字滤波器的设计方法  19-20
    3.2.2 在Matlab中实现对飞行试验数据的低通数字滤波  20-21
  3.3 数据的微分平滑  21-25
    3.3.1 微分平滑的方法  21-22
    3.3.2 微分平滑设计  22-25
  3.4 小结  25-26
第四章 参数辨识与分析  26-46
  4.1 极大似然法辨识  26-33
    4.1.1 极大似然原理  26-27
    4.1.2 非线性动力学系统极大似然法  27-31
    4.1.3 极大似然递推算法  31-33
  4.2 参数辨识迭代算法  33-42
    4.2.1 状态方程  33-34
    4.2.2 观测方程  34
    4.2.3 待辨识参数  34
    4.2.4 灵敏度方程  34-36
    4.2.5 输入数据  36
    4.2.6 牛顿—拉夫逊迭代算法  36-42
  4.3 参数辨识计算结果  42-44
  4.4 小结  44-46
第五章 计算机仿真模型的改进设计  46-52
第六章 模型改进设计的结果验证  52-56
  6.1 模型改进设计的结果验证的目的  52
  6.2 参数辨识结果验证的方法  52-54
  6.3 小结  54-56
第七章 结束语  56-58
  7.1 工作总结  56
  7.2 尚待解决的问题  56-58
致谢  58-60
参考文献  60-61

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 计算技术、计算机技术 > 计算机的应用 > 信息处理(信息加工) > 计算机仿真
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