[发明专利]一种空天飞行器融合结构外形参数的综合建模方法

权利要求书

1.一种空天飞行器融合结构外形参数的综合建模方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1、建立空天飞行器融合结构外形参数的算力数据模型；

步骤2、从融合结构外形参数的算力模型中提取关键参数，并确定空天飞行器算力等效模型；

步骤3、构建融合结构外形参数的空天飞行器一体化模型；

步骤4、对所述融合结构外形参数的飞行器模型进行分析与验证。

2.如权利要求1所述的融合结构外形参数的综合建模方法，其特征在于，所述步骤1包括如下步骤：

步骤11、将空天飞行器分为机身截面类外形与翼型类外形，对于机身截面类外形，采用剖面曲线特征参数，以及剖面曲线特征参数的变化来描述，确定出飞行器的几何外形；

步骤12、依据所述飞行器的几何外形，应用工程估算方法，获得考虑不同结构外形参数的气动/推进数据库，建立融合结构外形参数的算力数据模型。

3.如权利要求2所述的融合结构外形参数的综合建模方法，其特征在于，所述步骤2中从融合结构外形参数的算力数据模型中提取关键参数的方法为：

通过谐波分析法判定气动力/力矩系数的主要影响因素，若算力数据模型输入信号的频率满足采样频率高于输入信号最高频率的2倍；则通过分析输出信号的频谱能够判定输入信号对输出信号的影响形式，应用傅里叶级数，分析傅里叶级数的分量，判断影响输出信号的主要因素，最终确定算力模型关键参数。

4.如权利要求2所述的融合结构外形参数的综合建模方法，其特征在于，所述步骤2中确定等效模型的方法为：

考虑到结构外形调节参数，需要建立融合外形参数的等效模型，先确定飞行条件与运动状态为变量的模型结构，再将表达式的待定系数简化为结构外形参数相关的形式；

针对确定的空天飞行器算力模型结构，采用最小二乘法，确立等效模型系数，进而对不同拟合变量进行宽速域范围内的评估与分析，将飞行器复杂的气动力、力矩和推力表达式表示成关于飞行器条件和结构外形参数的非线性函数，得到多外形变参的空天飞行器算力等效模型。

5.如权利要求1所述的融合结构外形参数的综合建模方法，其特征在于，所述步骤3包括：

步骤31、依据变化的飞行器结构外形参数，结合六自由度飞行器动力学和运动学方程，构建空天飞行器融合多外形结构的一体化模型；

步骤32、将结构外形参数视为参变量与飞行状态结合，确定一体化模型与飞行状态和结构外形参数的关系；

步骤33、将空天飞行器结构外形参数考虑成模型的待定系数，通过对多外形结构的一体化模型进行化简，得到融合结构外形参数的等效模型。

6.如权利要求1所述的融合结构外形参数的综合建模方法，其特征在于，步骤4中，对所述融合结构外形参数的飞行器模型进行分析与验证，具体为采用方差比率、均方根误差、最大标准残差及拟合优度对模型进行验证：

(a)方差比率

(b)均方根误差

(c)最大标准残差

(d)拟合优度

其中，C为验证数据，为模型计算数据，C_i为第i个验证数据，为第i个模型计算数据，为验证数据平均值，为模型平均值。