飞机动力学仿真模型误差分析及调整.pdf

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1、第30卷第3期计算机仿真2013年3月文章编号：1006—9348(2013)03—0101—04飞机动力学仿真模型误差分析及调整刘春，魏辉(沈阳航空航天大学航空航天T程学部，辽宁沈阳110136)摘要：飞机动力学模型精确度的高低直接决定了飞行性能的可信性，飞机动力学模型的逼真程度很关键。由于在模型建立及解算过程中采取的种种近似和简化，导致最终建立的动力学模型和飞机实际动力学特性存在一定误差。具体分析了建模过程中的主要误差来源。为解决上述问题，给出了一种弥补上述误差的方法。针对飞机的主要性能指标，通过对影

2、响性能指标的可调整参数进行适当的调整，有效缩小了动力学模型和实际之间的误差，提高了动力学模型和实际飞机动力学特性之间的吻合程度。关键词：飞行仿真；动力学模型；参数调整；飞机性能指标中图分类号：TP391．9文献标识码：BAnalysisandCorrectionofErrorsinDynamicSimulationModelofAircraftLIUChun，WEIHui(DepartmentofAerospaceEngineering，ShenyangAerospaceUniversity，Shenya

3、ngLiaoning110136，China)ABSTRACT：Theaccuracyofdynamicmodelhasadecisiveinfluenceonfidelityofdynamiccharacteristicsofaircraftinflightsimulation．Astheapproximationandsimplificationinmodelingandcompute，therearecertaininconformitybetweendynamicmodelandperforman

4、ceofaircraftinrealflight．Thesourcesoferrorswreanalysedandamethodofrevisingtheseerrorswasgiven．Aimedatthemainperformanceindexesofaircraft，theerrorswerereducedobviouslybyadjustingtheseparameterswhichhaveeffectontheindexesappropriately．Therefore，theconsisten

5、cybetweendy—namicmodelandrealflightperformanceisimproved．KEYWORDS：Flightsimulation；Dynamicmodel；Parameteradjustment；Performanceindexofaircraft1引言飞机的动力学仿真建模是飞行仿真中的核心技术之一，动力学模型主要对飞机的空气动力学特性进行仿真，实时解算飞机的六自由度非线性全量运动方程。因此，飞机动力学模型的质量直接决定了飞行仿真的逼真度。在建立飞机动力学模型的过程中，

6、首先要根据飞机的受力情况及动力学和运动学规律建立数学模型，然后再建立计算机模型进行解算。在这个过程中，由于不可能对真实的情况进行完全精确的模拟，而是采取很多的近似，解算过程中也会采用种种数值计算方法，这就会导致最终建立的动力学模型和飞机真实的飞行情况存在一定差距。在动力学模型的建立和验证方面，目前技术已经比较完善，文献[1]和文献[2]给出了一些建模及验模方法。但是很少有人在模型的误差源分析尤其是调整方面进行讨论，目前还没有看到有公开发表的相关文献。因此，本文分析了飞机动力学仿真模型的误差来源，并针对飞机

7、的主要性能指标提出了一种参数调整方法，提高了基金项目：辽宁省自然科学基金计划(2010276)收稿日期：2012—07—06修回日期：2012—07—06仿真模型中的飞机性能参数与实际值的近似程度，从而提高了整个飞行仿真的可信度。2动力学仿真模型主要误差源2．1客观环境模拟中的误差对客观环境的模拟主要是指对大气环境的模拟。由于飞机要靠空气运动产生的空气动力飞行，因此空气特性对飞机的运动有直接影响。然而实际大气的特性非常复杂，在模型中不可能完全去模拟真实的大气状态，而是忽略一些复杂因素获得一个简化的模型，这

8、其中就产生了误差。飞行力学中常采用一种假想的标准大气模型，这种模型排除了地理坐标，季节和昼夜对大气特性的影响。以大气密度为例，一般按照大气密度随高度的变化规律来建立大气的密度模型。1)H≤11000米：卫：(1—2．25577×10—5H)425588poPo=0．12492kg。s2／m42)11000米