Методика обработки информации для оценивания движения легкого самолета

• Автор: Ли Вэй
• Шифр специальности: 05.07.09
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 164 с.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. ПРИНЦИПЫ ВЫБОРА СТРУКТУРЫ МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ ДВИЖЕНИЯ САМОЛЕТА КАК СЛОЖНОЙ ТЕХНИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ

1.1. Основные положения

1.2 Иерархическая структура математических моделей движения

1.3. Уравнения движения легкого самолета

1.3.1. Уравнения движения центра масс

1.3.2. Уравнения движения легкого самолета вокруг центра масс

1.4. Линеаризация уравнений движения

1.4.1. Общая система уравнений движения центра масса самолета

1.4.2. Линеаризация уравнения движения
1.5. Математические модели атмосферных возмущений
1.5.1. Канонические разложения вариаций плотности и ветра
1.5.2. Построение формирующих фильтров атмосферных возмущений
1.5.3. Учет ветровых возмущений при испытаниях легкого самолета
1.6. Информационно-измерительные системы для испытаний
Выводы к главе
Глава 2. РЕШЕНИЕ ЗАДАЧ ИДЕНТИФИКАЦИИ ХАРАКТЕРИСТИК ЛЕГКОГО САМОЛЕТА ПО РЕЗУЛЬТАТАМ ЛЕТНЫХ ИСПЫТАНИЙ

2.1 Основные статистические методы оптимальной обработки
информации
2.2. Тактика обработки информации
2.3 Идентификация параметров состояния с использованием методов фильтра Калмана
2.4 Математическая модель динамической системы
2.5.Линеаризованная модель измерений
2.6 Результаты моделирования процесса оптимальной обработки
информации
Выводы к главе
ГЛАВА 3. МЕДОДИКА КОРРЕЛЯЦИОННОГО АНАЛИЗА ХАРАКТЕРИСТИК ПРИБОРОВ ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ПРИ ЛЕТНЫХ ИСПЫТАНИЯХ ЛЕГКОГО САМОЛЕТА
3.1 Постановка задачи корреляционного анализа
3.2 Формирование обобщенной математической модели для оценки точностных характеристик приборных средств
3.3 Пример расчета влияния инструментальных ошибок на точность определения траектории самолета
3.4 Результаты моделирования фильтра Калмана с учетом
инструментальных ошибок измерительных средств
Выводы к главе
ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
В настоящее время большое внимание уделяется созданию легких самолетов, предназначенных для решения различных задач мониторинга природных и техногенных катастроф. Важным этапом создания такого самолета являются его летные испытания, в процессе которых уточняются аэродинамические и другие характеристики самолета, а также отрабатывается система управления. При этом используется информация, получаемая от различных измерительных приборов, в том числе устанавливаемых на борту самолета. Для возможности получения достоверной и точной информации необходим предварительный анализ точностных характеристик приборов с целью принятия последующего решения о приборной комплектации самолета. Поэтому тема диссертации, посвященной разработке методики теоретических и экспериментальных исследований для отработки вопросов аэродинамики, динамики полета легкого самолета, включая методику корреляционного анализа характеристик приборов, используемых при летных испытаниях, является актуальной.
Целью работы является повышение эффективности летных испытаний малоразмерного самолета путем формирования точностных требований к измерительным средствам, используемым на этапе послеполетной статистической обработки результатов испытаний.
Для выполнения этой цели ставятся и решаются следующие задачи:
- формирование математических моделей атмосферных возмущений (вариаций плотности атмосферы, ветровых порывов и турбулентности атмосферы) и их адаптация применительно к решению задач оптимальной статистической обработки информации;
выявление погрешностей определений аэродинамических характеристик на основе использования модифицированных фильтров Калмана;

Дисперсии случайных коэффициентов спектральных канонических разложений рассматриваемых физических параметров атмосферы представляют собой вероятности того, что частоты атмосферных возмущений располагаются в определенных интервалах и, следовательно, учитывают особенности вертикальной с труктуры полей термодинамических характеристик атмосферы.
1.5.2. Построение формирующих фильтров атмосферных возмущений
Одним из видов представлений случайных атмосферных возмущений могут служить формирующие фильтры. Формирующими принято называть фильтры, которые позволяют сформировать случайный процесс, корреляционная функция которого известна, из белого шума.
Спектральная плотность 5'(, (□) стационарной случайной функции
ср{н) может быть представлена в виде дробно-рациональной функции О и записана в виде произведения двух сомножителей:
5Р(£Л) = 5,(0)01(П) (1.60)
Сомножитель 5, (£}) содержит нули и полюсы функции 5р(о) , расположенные в верхней полуплоскости, и является ограниченной и аналитической функцией в нижней полуплоскости. Сомножитель (7, (о) , наоборот, содержит нули и полюсы функции яДп), расположенные в нижней полуплоскости, и является ограниченной и аналитической функцией в верхней полуплоскости. Для действительных значений £2 а, (гз)=5, (а)
где черта обозначает комплексно-сопряженную величину и, таким образом 5р(п)=51(о)уДо)=|5,(а)2 (1.61)
Следовательно, функция 5',(о) обладает всеми свойствами частотной передаточной функции устойчивой линейной стационарной минимальнофазовой системы.