[發(fā)明專利]一種基于飛行參數(shù)監(jiān)控的飛機(jī)結(jié)構(gòu)載荷識(shí)別方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201510860894.6
• 申請(qǐng)日: 2015-12-01
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN105488281B
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-01-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 熊峻江;萬(wàn)傲霜;陳克姣;朱云濤
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京航空航天大學(xué)
• 主分類號(hào): G06F17/50
• 分類號(hào): G06F17/50
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

一種基于飛行參數(shù)監(jiān)控的飛機(jī)結(jié)構(gòu)載荷識(shí)別方法，該方法有五大步驟：步驟一、通過(guò)飛行試驗(yàn)，記錄飛行參數(shù)—飛機(jī)結(jié)構(gòu)危險(xiǎn)部位的載荷數(shù)據(jù)；步驟二、根據(jù)飛行參數(shù)—載荷數(shù)據(jù)，對(duì)飛行參數(shù)和載荷進(jìn)行相關(guān)性分析，選取載荷識(shí)別參數(shù)；步驟三、利用多項(xiàng)式重構(gòu)技術(shù)，由飛機(jī)的飛行參數(shù)—載荷數(shù)據(jù)，建立飛參—載荷識(shí)別模型；步驟四、根據(jù)逆向傳播人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法，利用飛機(jī)的飛行參數(shù)—載荷數(shù)據(jù)，建立飛參—載荷識(shí)別模型；步驟五、將飛行參數(shù)傳感器獲取的飛行參數(shù)，代入多項(xiàng)式識(shí)別和人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)識(shí)別模型，獲得待識(shí)別載荷。本發(fā)明特點(diǎn)是計(jì)算精度高、成本低廉、方便快捷，可實(shí)時(shí)獲取飛機(jī)結(jié)構(gòu)危險(xiǎn)部位的載荷數(shù)據(jù)，以滿足健康管理與剩余壽命檢測(cè)的要求。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明給出了一種基于飛行參數(shù)監(jiān)控的飛機(jī)結(jié)構(gòu)載荷識(shí)別方法，屬于機(jī)械系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)測(cè)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

飛機(jī)結(jié)構(gòu)危險(xiǎn)部位的應(yīng)力譜是其健康管理和剩余壽命監(jiān)控前提之條件一，然在飛機(jī)實(shí)際飛行中，結(jié)構(gòu)危險(xiǎn)部位的應(yīng)力譜會(huì)隨著飛行參數(shù)的變化而改變，精確且實(shí)時(shí)地測(cè)量危險(xiǎn)部位的應(yīng)力譜及其應(yīng)力分布，成本高昂且十分困難，但是，飛行參數(shù)監(jiān)控與記錄卻很成熟且十分方便，如果能根據(jù)飛行參數(shù)識(shí)別飛行載荷，獲得其傳遞函數(shù)，就可方便且費(fèi)用低廉地獲取飛行載荷信息。為此，本發(fā)明提出一種基于飛行參數(shù)監(jiān)控的飛機(jī)結(jié)構(gòu)載荷識(shí)別方法，利用逆向傳播人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法和多項(xiàng)式重構(gòu)技術(shù)，由飛機(jī)飛行參數(shù)—結(jié)構(gòu)載荷數(shù)據(jù)，建立飛參—載荷識(shí)別模型和計(jì)算方法。該方法具有計(jì)算精度高、成本低廉、方便快捷的優(yōu)點(diǎn)，可有效且實(shí)時(shí)地根據(jù)飛行參數(shù)識(shí)別飛機(jī)結(jié)構(gòu)的危險(xiǎn)部位飛行載荷，以滿足健康管理與剩余壽命檢測(cè)的要求。本發(fā)明在機(jī)械系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)測(cè)領(lǐng)域具有重要的工程應(yīng)用價(jià)值和廣闊的應(yīng)用前景。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明利用逆向傳播人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法和多項(xiàng)式重構(gòu)技術(shù)，建立一種基于飛行參數(shù)監(jiān)控的飛機(jī)結(jié)構(gòu)載荷識(shí)別方法，用于解決飛機(jī)結(jié)構(gòu)的健康管理與剩余壽命檢測(cè)問(wèn)題，圖1是本方法的流程圖，其技術(shù)方案如下：

步驟一、通過(guò)飛行試驗(yàn)，記錄飛行參數(shù)—飛機(jī)結(jié)構(gòu)危險(xiǎn)部位的載荷數(shù)據(jù)。

步驟二、根據(jù)飛機(jī)結(jié)構(gòu)的飛行參數(shù)—載荷數(shù)據(jù)，對(duì)飛行參數(shù)和飛行載荷進(jìn)行相關(guān)性分析，選取相關(guān)性顯著的參量作為載荷識(shí)別參數(shù)，并將飛行參數(shù)—載荷數(shù)據(jù)無(wú)量綱化。

飛機(jī)結(jié)構(gòu)危險(xiǎn)部位載荷和飛行參數(shù)之間的關(guān)系可用數(shù)學(xué)模型表示為

{F}＝{C}{V}^T (1)

式中，{F}表示飛機(jī)結(jié)構(gòu)的工作載荷；{C}表示傳遞函數(shù)；{V}表示飛行參數(shù)，即：

{V}＝{V,H,n_y,n_z,δ_a,δ_r,δ_e,ω_y,ω_x,ω_z,T₀,Y_L,α,β_L,Ma,…} (2)

其中，V和H分別表示速度和高度，n_y和n_z分別表示法向過(guò)載和側(cè)向過(guò)載，δ_a,δ_r和δ_e分別表示副翼偏角、方向舵偏角和升降舵偏角，ω_y，ω_x和ω_z分別表示偏航角速度、橫滾角速度和俯仰角速度，T₀表示總溫，Y_L表示燃油存油量，α和β_L分別表示攻角和局部側(cè)滑角，Ma表示飛行馬赫數(shù)，省略號(hào)代表其它此處沒(méi)有列舉出來(lái)的一些飛行參數(shù)。

根據(jù)飛機(jī)的飛行參數(shù)—載荷(V_i^*～F)數(shù)據(jù)，其中V_i^*為原始數(shù)據(jù)，將所有飛行參數(shù)與飛行載荷進(jìn)行相關(guān)性分析，選取相關(guān)性顯著的參量作為載荷識(shí)別參數(shù)。一般來(lái)說(shuō)，相關(guān)性顯著對(duì)相關(guān)系數(shù)R和雙側(cè)檢驗(yàn)P的要求為：