基于系统辨识的直升机训练器评估方法研究

摘要

直升机飞行训练器作为一种能够模拟复现真实直升机飞行的技术设备，在新机研制、训练教学、飞行试验等方面发挥着重要作用，而合格的直升机训练器必须满足相关的鉴定测试标准，并通过民航总局的认证。本文通过对现行的飞行模拟设备鉴定测试规则CCAR60进行分析研究，总结直升机训练器操纵品质测试中人工测试的缺陷，分析系统辨识方法对于评定模型准确性的优越性，探索研究了利用真实直升机辨识模型和直升机训练器线化模型进行直升机训练器操纵品质评估的方法。
　　首先，通过对CCAR60相关准则的研究，针对所提出的评估方法进行了总体方案设计，包括可行性分析和技术实现途径设计。
　　由于试验数据是系统辨识的必需要素，为利用系统辨识方法得到真实直升机在某种飞行状态下准确可靠的线性飞行动力学模型，本文进行了详细的飞行试验设计、数据预处理、数据相容性检验分析，并基于扩展卡尔曼滤波进行了误差参数估计。
　　接着，为得到直升机训练器线化模型及相关的系统辨识先验知识，建立了用于直升机训练器系统仿真和鉴定评估的非线性飞行动力学模型，并进行了仿真验证。直升机辨识模型在本文中被视为训练器模型准确性的度量标准，因此，本文深入研究了直升机系统辨识方法，包括非参数模型辨识和参数化模型辨识方法，并建立了直升机辨识模型。
　　最后，依据CCAR60相关标准进行了直升机训练器操纵品质评估，根据参数精度理论提出了对训练器改进的意见，并基于MATLAB/GUI开发了一款集系统辨识与训练器评估的软件。

目录

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注释表

缩略词

1第一章 绪论

1.1研究背景及意义

1.2国内外研究现状

1.3研究思路及主要研究内容

1.4论文的章节安排

2第二章 直升机训练器评估方案设计

2.1引言

2.2CCAR60概述

2.3操纵品质测试标准分析

2.4评估方案设计

2.5本章小结

3第三章 飞行试验设计与数据处理

3.1引言

3.2飞行试验设计

3.3试验数据预处理

3.4数据相容性检验

3.5基于扩展卡尔曼滤波的误差参数估计

3.6本章小结

4第四章 直升机飞行动力学建模

4.1引言

4.2直升机非线性飞行动力学建模

4.3直升机非线性飞行动力学模型仿真

4.4非参数模型辨识

4.5辨识算法研究

4.6直升机飞行动力学模型辨识

4.7本章小结

5第五章 训练器评估改进及软件开发

5.1引言

5.2直升机训练器评估

5.3训练器改进分析

5.4评估软件开发

5.5本章小结

6第六章 总结与展望

6.1全文工作总结

6.2下一步工作展望

参考文献

致谢

在学期间的研究成果及发表的学术论文