[发明专利]一种模型自由飞试验的气动参数确定方法

说明书

技术领域

本发明提供了一种模型自由飞试验的气动参数确定方法，应用于平面运动情况下模型自由飞试验气动参数的确定，适用范围包括风洞自由飞和大气自由飞试验等。

背景技术

在平面运动情况下，模型自由飞试验记录的数据为模型质心线位移及俯仰角位移—时间观测值{x_i,t_i}_i=1,2,…N，{y_i,t_i}_i=1,2,…N和{θ_i,t_i}_i=1,2,…N，通常采用参数微分法或三周期法的单自由度形式，以及升、阻力系数与攻角的关系式对记录数据进行参数辨识，从而得到升、阻力系数和动、静稳定导数等气动参数。但在飞行器的气动力规律与模式不太明确的情况下，如发动机尚未关车、或导弹尚未完全脱离发射架，以及其他存在外部能量输入的情况下，此时飞行器的气动力规律与模式较为复杂，上述常采用的模型自由飞试验气动参数辨识方法已无法适用。这类情况下气动参数的获取就成为一个难题。此外，以往的自由飞试验数据辨识方法通常是直接获得升、阻力系数以及气动导数系数的数值，或者是与攻角之间的关系，无法获得模型质心线速度、线加速度及角速度和角加速度随时间的变化规律，因而无法对模型飞行中随时间变化的运动规律进行分析。

发明内容

本发明技术解决的问题是：克服现有技术的不足，提供了一种模型自由飞试验的气动参数确定方法，弥补现有模型自由飞试验气动参数辨识技术的不足，解决了在平面运动情况下的模型自由飞试验中，在飞行器的气动力规律与模式不太明确，使得通常采用的参数微分法和三周期法，以及升阻力系数辨识方法无法适用的情况下，如何确定气动参数的问题。

本发明的技术解决方案为：

一种模型自由飞试验的气动参数确定方法，所述气动参数包括模型的阻力系数、升力系数以及俯仰力矩系数，步骤如下：

（1）在模型自由飞试验中，对自由飞的模型飞行轨迹进行图像记录，之后通过图像处理得到模型质心线位移序列{x_i,t_i}_i=1,2,…N、{y_i,t_i}_i=1,2,…N和俯仰角位移序列{θ_i,t_i}_i=1,2,…N；其中，x_i为模型水平方向线位移，y_i为模型竖直方向线位移，θ_i为模型俯仰角位移，t_i为时间点，N为获取的位移序列数；

（2）对步骤（1）中得到的质心线位移序列和俯仰角位移序列分别做时间多项式拟合，得到质心线位移与时间的关系式以及俯仰角位移与时间的关系式其中，BB0、BB1和BB2分别为线位移x、y和角位移θ时间多项式的最高次幂；a_i、b_i和c_i均为拟合系数，分别由拟合结果确定；