[发明专利]气动伺服弹性系统非定常气动载荷的有理近似优化方法

摘要

本发明公开了气动伺服弹性系统非定常气动载荷的有理近似优化方法通过已有商用工程数值计算软件获取分析结构的两类原始数据，在此基础上，运用现代工程分析公认的非定常气动力有理近似表达形式，建立了一种线性项系数及非线性项系数两类变量的两级交替双重迭代数值优化算法。两级双重优化迭代直至达到获得高精度的有理近似拟合式中的最佳系数，提高了飞机选定结构的气动伺服弹性系统建模分析中非定常气动载荷历程的预计精度，极大降低有理近似拟合误差，从而为飞机气动伺服弹性系统的动响应、动稳定性以及主动弹性控制提供高精度载荷历程数值。

主权项

1.气动伺服弹性系统非定常气动载荷的有理近似优化方法，其特征在于：包括如下步骤：/n1)通过已有商用工程数值计算软件获取分析气动及结构的原始数据：构建航空器结构动力学分析的有限元网格模型，计算并选取一定数量的结构固有振型模态矩阵；构建气动布局的气动载荷面元网格，确定选取的多个离散减缩频率值，计算获取相应各减缩频率下的非定常气动力影响系数矩阵，结合两类原始数据计算可得相应各离散减缩频率的非定常广义气动力系数矩阵；/n2)预设初始参数：初始滞后根、初始Hessian矩阵和收敛精度控制值，将初始参数以及步骤1)中的各离散减缩频率下的广义气动力系数矩阵数据送入近似有理子程序进行计算，返回二次误差函数的有理近似拟合数据；/n3)计算广义气动力系数矩阵的有理近似拟合数据，结合步骤1)中的各离散减缩频率下广义气动力系数矩阵数据和步骤2)中二次误差函数的有理近似拟合数据，计算总误差加权拟合系数，并结合滞后根的上下限约束，形成无约束化目标函数，计算无约束化目标函数的函数值和导数值；/n4)按数学标准方法计算拟牛顿优化搜索方向，并沿搜素方向进行一维线性搜索计算步长因子；/n5)计算新的滞后根，并将新的滞后根以及各离散减缩频率下广义气动力系数的矩阵数据一起送入有理近似拟合子程序中，调用所述子程序计算得到二次误差函数的有理近似拟合数据；/n6)根据步骤5)中二次误差函数的有理近似拟合数据计算新的广义气动力系数矩阵系数，并计算总误差函数；/n7)将步骤6)中迭代的总误差函数与前一次迭代的总误差函数相减，取绝对值；判断绝对值是否小于预设的收敛精度控制值，是，则停止优化迭代；否则，用BFGS标准数学公式构造新的Hessian矩阵,令迭代计数加1,转至步骤3)继续迭代优化。/n