風(fēng)洞馬赫數(shù)的建模與辨識(shí).pdf

1、風(fēng)洞是飛行器設(shè)計(jì)初期進(jìn)行空氣動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)的設(shè)備，在進(jìn)行高速空氣動(dòng)力試驗(yàn)時(shí)，風(fēng)洞系統(tǒng)的馬赫數(shù)穩(wěn)定性和控制精度對(duì)實(shí)驗(yàn)效果起著決定性的作用，高精度的馬赫數(shù)模型對(duì)于風(fēng)洞系統(tǒng)中流速的控制具有十分重要的意義。本文以SJ-30風(fēng)洞為研究對(duì)象進(jìn)行建模分析。
　　在對(duì)風(fēng)洞系統(tǒng)的氣動(dòng)結(jié)構(gòu)、空氣環(huán)流以及吹風(fēng)試驗(yàn)特點(diǎn)詳細(xì)分析的基礎(chǔ)上，研究了影響風(fēng)洞系統(tǒng)馬赫數(shù)的兩個(gè)因素總壓和靜壓，確定了通過建立總壓和靜壓這兩個(gè)模型來間接得到馬赫數(shù)的建模方法。針對(duì)風(fēng)洞系統(tǒng)非線

2、性、強(qiáng)耦合、時(shí)變等特點(diǎn)，由于非線性自回歸滑動(dòng)平均模型具有逼近精度高、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、收斂速度快等優(yōu)點(diǎn)，采用NARMAX模型分別對(duì)總壓和靜壓進(jìn)行建模。
　　NARMAX模型的變量階次對(duì)模型的精度具有重要影響。為了確定NARMAX模型的變量階次，引入相空間重構(gòu)理論中嵌入維和延遲時(shí)間的概念，首先采用互信息算法分別確定總壓和靜壓模型輸入變量的最佳采樣間隔，然后利用偽鄰近點(diǎn)法確定各模型變量的階次，最后通過仿真分析確定了總壓和靜壓的模型參數(shù)。

3、>　　針對(duì)三種試驗(yàn)工況的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，采用基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的NNSYSID工具箱分別對(duì)總壓和靜壓NARMAX模型進(jìn)行辨識(shí)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了基于互信息法確定變量采樣間隔和基于偽鄰近點(diǎn)法確定模型階次的合理性。為了達(dá)到模型的精度要求，針對(duì)風(fēng)洞運(yùn)行過程起動(dòng)充壓階段、穩(wěn)壓階段、穩(wěn)馬赫數(shù)階段三個(gè)階段的工藝特點(diǎn)，分階段建立總壓和靜壓模型并進(jìn)行辨識(shí)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了分階段模型對(duì)于提高馬赫數(shù)的模型精度具有重要作用。
　　采用NARMAX模型對(duì)風(fēng)洞系統(tǒng)馬赫數(shù)