[发明专利]非线性气动力数据快速建模方法、系统及存储介质

权利要求书

1.一种非线性气动力数据快速建模方法，其特征在于，包括：

获取初始飞行数据并进行非线性气动建模；

使用初始飞行数据生成正交建模函数及初始化正交模型；

获取新的实时飞行数据，进行初始化正交模型的迭代更新；

根据迭代更新得到的相关度权值确定非线性气动力数据实时模型。

2.根据权利要求1所述的非线性气动力数据快速建模方法，其特征在于，在所述获取初始飞行数据并进行非线性气动建模的步骤中，将无量纲气动力和力矩系数作为建模问题的响应变量，解释变量为飞机的各个姿态变量，则模型结构表达式为：

C_x＝α₁x₁+α₂x₂+…+α_mx_m+ε

或

C_x＝Xα+ε

其中，C_x为无量纲气动力和力矩构成的响应变量，它是控制变量的非线性函数；x_j是控制变量的线性或非线性的单项式；a_j,j＝1,2,…,m是待定的模型参数，ε表示模型误差。

3.根据权利要求2所述的非线性气动力数据快速建模方法，其特征在于，所述非线性气动力数据实时模型为气动力或力矩系数的全局非线性模型。

4.根据权利要求1所述的非线性气动力数据快速建模方法，其特征在于，所述使用初始飞行数据生成正交建模函数及初始化正交模型的步骤包括：

使用m条数据构成初始化矩阵X，按下式进行QR分解：

X＝QR

式中，Q是m维的正交矩阵，m是候选建模函数的数量，R是一个上三角非奇异方阵；

按下式求出模型结构最小二乘意义下参数的最优估计值：

得到J(a)关于参数向量的导数，令其等于零，由下式得到未知参数a的最小二乘估计

将QR分解的结果带入上式得：

经过正交化过程得到初始化正交模型：

C_x＝α₁q₁+α₂q₂+…a_mq_m+ε＝Qα+ε

通过从候选函数池中选取正交函数q_i，i＝1,2,…,n_c,n_c≤m确定正交模型。

5.根据权利要求4所述的非线性气动力数据快速建模方法，其特征在于，所述获取新的实时飞行数据，进行初始化正交模型的迭代更新的步骤包括：

将等式展开，得：

式中，q_j是矩阵Q的第j列；等式右侧是因变量C_x在矩阵Q的正交函数列上的投影向量；

当获取实时飞行数据后，将新的实时飞行数据添加到矩阵式的最后一行，得：

式中，[ξ₁ ξ₂…ξ_m]是X矩阵的新数据行，ζ是新的因变量数据；继续进行包含附加数据的QR分解，将与参数向量相乘的矩阵进行变换，以使最后一行为全零行。