[發明專利]一種多元校準風洞天平數據的處理方法

有效

• 申請號: 202110364622.2
• 申請日: 2021-04-06
• 公開（公告）號: CN112800633B
• 公開（公告）日: 2021-07-13
• 發明（設計）人: 李付華;張遜;趙亮亮;張衛國;張林;岳廷瑞;薛偉;梁磊;黃志銀
• 申請（專利權）人: 中國空氣動力研究與發展中心低速空氣動力研究所
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06F17/18;G06F17/16;G06F119/14
• 代理公司: 成都九鼎天元知識產權代理有限公司 51214
• 代理人: 卿誠

1.一種多元校準風洞天平數據的處理方法，其特征在于，包括：

確定初始線性矩陣，通過對載荷系列中所有點去除初始點的載荷與輸出進而確定初始線性矩陣；

確定零載荷輸出，在額定激勵電壓下，通過天平姿態為0°的電橋輸出進行確定；

確定附加載荷，采用矩陣和初始點橋路輸出減去零載荷輸出得到附加載荷，若附加載荷在允許容差范圍內則直接確定最終矩陣；若附加載荷不在允許容差范圍內，則將附加載荷加載到所有校準點的校準載荷上并得到新的暫定矩陣進而重新確定附加載荷，并進行迭代以得到容差范圍內的附加載荷；

確定最終載荷，根據得到的校準載荷進行確定校準矩陣；

當進行天平數據校準時，按照如下計算模型進行：

其中：r_i代表天平i分量電橋的輸出電壓增量，i，j=1,2,3…n;F_j和F_k分別代表天平j分量和k分量的載荷；a_i為常數項系數；b_ij為一次項系數；c1_ij為平方項系數；c2_ijk為二次交叉干擾項系數；

對一個n分量天平，計算模型中不包括常數項系數a_i在內每個分量計算模型中校準系數的總數為n(n+3)/2；

根據多元線性回歸模型對多分量天平系數的估計值，其中，多元線性回歸模型為

上述線性回歸模型所對應得矩陣為y=Xβ+ε；

其中，y為隨機變量；β₀，β₁，…，β_p是p+1個未知參數，β₀為回歸常數，β₁，…，β_p為回歸系數；X是一個n×(p+1)階矩陣；ε是隨機誤差；

結合分量校準載荷包線圖在天平上進行載荷加載并預估系數值，預估的系數值如下校準系數矩陣所示

；

通過迭代的方式確定天平分量載荷，按照如下方法分解校準系數矩陣

其中：分塊矩陣C1由系數矩陣C前n列組成，即矩陣C1為n×n階方陣；分塊矩陣C2由系數矩陣C余下的元素組成，即矩陣C2為n×（27-n）階矩陣；

所述的分塊矩陣C1包括一次項校準系數，C2包括二次項校準系數，所述的二次項校 準系數包括平方項和交叉項；分塊矩陣F1包括天平n個分量的載荷，F2包括天平n個分量載荷的組合乘積；

設定n個分量的全部自變量組成載荷矩陣F，該載荷矩陣F如下所示

其中：分塊矩陣F1由載荷矩陣F前n行組成，即矩陣F1為n×1階列陣；分塊矩陣F2由載荷矩陣F余下的元素組成，即矩陣F2為（27-n）×1階列；

設定分量輸出電壓增量矩陣r，該電壓增量矩陣r如下所示

；

在迭代后進行收斂，將以下規則作為收斂條件：

其中，ε_n×1是給定矢量；

所述的ε_n×1的推薦值按照如下規則進行確定：

。