[發明專利]一種用于飛機配平的粒子群優化方法

無效

• 申請號: 201210240650.4
• 申請日: 2012-07-11
• 公開（公告）號: CN102789527A
• 公開（公告）日: 2012-11-21
• 發明（設計）人: 張民
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 許方

技術領域

本發明屬于飛機飛行控制領域，特別涉及一種用于飛機自動計算配平穩定狀態的智能進化全局優化方法。

背景技術

在飛機總體設計和飛行性能分析過程中，必須得到飛機的配平飛行狀態，配平狀態定義為所有的動作變量是常值或零的狀態，即所有的線速度和角速度分量是常值或零，所有的加速度分量是零（假設飛機的重量保持恒定，并忽略空氣密度隨高度的變化），如定常直飛、定常轉彎等。

傳統獲得飛機配平穩定狀態的方法是進行線性近似，即將其展開為泰勒級數，并取至一次項，略去二次以上各項，再解算線性方程，如此線性近似，必然會引起模型誤差，影響了配平狀態的精度，配平狀態獲得的過程也非常繁瑣。上述過程可參見張明廉的《飛行控制系統》P96-97。

發明內容

本發明的目的，在于提供一種用于飛機配平的粒子群優化方法，其可使得配平過程實現自動化，提高飛機配平過程的工作效率和精度。

為了達成上述目的，本發明的解決方案是：

一種用于飛機配平的粒子群優化方法，包括如下步驟：

（1）初始化粒子群參數，指定飛行模態、搜索范圍和約束條件，選擇任一初始航向，迎角范圍設為-5°～5°，升降舵范圍設為-30°～30°，副翼范圍設為-30°～30°，方向舵范圍設為-5°～5°，并給出相應飛行模態的約束條件；

（2）在給定的控制輸入和狀態給定量下解算飛機非線性動力學數學模型；

（3）計算式（1）所示的目標函數進行粒子適應度檢測；

f=v·t2+α·2+β·2+p·2+q·2+r·2---(1)]]>

（4）依據式（2）、（3）更新種群歷史最優位置和粒子的個體歷史最優位置；

v_id(t+1)=w×v_id(t)+c₁×rand()×(p_id(t)-x_id(t)+c₂×rand()×(p_xd(t)-x_id(t))???（2）

x_id(t+1)=x_id(t)+v_id(t+1)????????????????????????（3）

其中，p_id表示在搜索空間中單個粒子所經歷過的最優位置，p_xd表示在搜索空間中整個粒子群所經歷過的最優位置，w表示加權系數，c₁和c₂表示學習因子；

（5）產生相同數目的子代粒子，用子代粒子取代父代粒子，設x_i和x_j為2個父代粒子，依據式（4）、（5）對粒子進行雜交；

x_i(t+1)=s·x_i(t)+(1-s)·x_j(t)????????????????????（4）