数据相容性检测、重构与飞行动力学模型辨识研究

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1、中图分类号：V275论文编号：102870118-S199学科分类号：082501硕士学位论文数据相容性检测、重构与飞行动力学模型辨识研究研究生姓名吴征飞学科、专业飞行器设计研究方向飞行力学与系统辨识指导教师王焕瑾副教授南京航空航天大学研究生院航空宇航学院二О一八年三月NanjingUniversityofAeronauticsandAstronauticsTheGraduateSchoolCollegeofAeronauticsandAstronauticsDataCompatibilityCheck&Re

2、constructionandResearchonIdentificationofFlightDynamicModelAThesisinFlightVehicleDesignbyWuZhengfeiAdvisedbyAssociateProf.WangHuanjinSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringMarch,2018承诺书本人声明所呈交的硕士学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取

3、得的研究成果。除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得南京航空航天大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。本人授权南京航空航天大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后适用本承诺书）作者签名：___________日期：__________南京航空航天大学硕士学位论文摘要系统辨识作为飞行器设计、控制律设计和操稳分析的一项关键技术，如今变得愈受瞩目。本文在对

4、数据相容性检测与重构及预处理、非参数化模型辨识方法、机理建模、输入信号和飞行试验设计等进行研究的基础上，对固定翼飞机参数化模型辨识进行了研究。同时对直升机的参数化模型辨识也进行了研究，并将其结果与固定翼飞机的辨识结果相对比，指出两者辨识之间存在的差异。首先，介绍了本文研究的理论基础，研究了状态子空间算法、预报误差算法等辨识算法的适用范围，根据机理模型建立了非线性飞行动力学模型并利用“小扰动”理论进行线化，同时进行了飞行力学特性研究，这些都为参数化模型辨识提供了先验知识；其次，论文对飞行试验输入信号、飞行试验实

5、施方案的要求进行了分析，并利用改进谱估计、频率响应规整和复合分窗技术分析了非参数化模型辨识；然后，在对数据相容性检测算法进行研究的基础上，论文利用扩展卡尔曼滤波算法进行数据相容性检测与重构，提高了辨识数据的质量。并对试验数据进行包括野值剔除与补正、传感器位置校正、去均值去趋势、滤波在内的预处理；最后，对固定翼飞机进行了参数化模型辨识，利用Cramer-Rao界和不灵敏度对辨识模型的参数置信度进行了分析研究，并将固定翼飞机参数化模型辨识与直升机进行对比分析，指出两者存在的差异。此外，在以往基于MATLAB/GU

6、I开发的系统参数化模型辨识软件的基础上，通过加入相容性检测与重构和参数置信度模块进一步完善和优化了原有软件。关键字：系统辨识，相容性检测与重构，固定翼飞机，频率响应规整，复合分窗，参数精度I数据相容性检测、重构与飞行动力学模型辨识研究ABSTRACTAsakeytechnologyforaircraftdesign,controllawdesignandstabilizationanalysis,systemidentificationhasbeenincreasinglyattractive.Thepara

7、meterizedmodelidentificationoffixed-wingaircraft,inthepaper,wasstudiedbasedontheresearchofdatacompatibilitycheckandreconstructionandpreprocessing,nonparametricmodelidentification,mechanismmodeling,inputsignalandflighttestdesign.Atthesametime,theparameterize

8、dmodelidentificationofthehelicopterhasalsobeenstudied,anditsresultwascomparedwiththatofthefixed-wingaircraft,andthedifferencesbetweenthetwoidentificationwerefiguredout.Firstly,theoreticalbasisthatthisp