[發明專利]一種針對類型化模型的風洞天平終身學習校準方法及系統

有效

• 申請號: 202110747004.6
• 申請日: 2021-07-01
• 公開（公告）號: CN113537319B
• 公開（公告）日: 2023-04-18
• 發明（設計）人: 田沛洲;王紅軍;馬濤;向光偉;杜軼焜;徐濤;李旭;陳巍;周米文
• 申請（專利權）人: 中國空氣動力研究與發展中心高速空氣動力研究所
• 主分類號: G06F18/214
• 分類號: G06F18/214;G06N3/0464;G06F17/16
• 代理公司: 北京方安思達知識產權代理有限公司 11472
• 代理人: 李彪;王蔚

本發明屬于航空航天測力試驗氣動力測量技術領域，具體地說，涉及一種針對類型化模型的風洞天平終身學習校準方法及系統，該方法包括：步驟1)獲取天平的初始校準加載矩陣Nsubgt;校準/subgt;；步驟2)獲得初始校準數據Lsubgt;校準/subgt;；步驟3)構建深度神經網絡模型；步驟4)構成檢驗加載矩陣；步驟5)獲得檢驗數據；步驟6)計算天平各載荷分量的綜合加載誤差；步驟7)利用天平校準初始模型，計算模型在風洞試驗中的受載情況；步驟8)利用近鄰傳播聚類算法，構成增量校準加載矩陣；步驟9)獲得增量校準數據；步驟10)將增量校準數據輸入天平校準初始模型中，計算天平各載荷分量綜合加載誤差，根據具體情況形成天平校準增量模型。

技術領域

本發明屬于航空航天測力試驗氣動力測量技術領域，具體地說，涉及一種針對類型化模型的風洞天平終身學習校準方法及系統。

背景技術

根據加載矩陣的不同可以把天平校準方法分為單元校準方法和多元校準方法兩類。其中，單元校準方法將天平公式預設為系數數量固定的多項式結構，將天平的多分量校準問題分解為多個系數單獨求解的問題。加載過程中，每次變化一個校準分量，天平其它分量載荷設置為零或某一固定值，通過最小二乘法，得到對應的天平公式系數。天平單元校準方法中的校準載荷與天平在風洞試驗中感受到的多個元同時受載的情況存在較大差異，影響天平測量精準度。

現有的多元校準方法多采用正交設計方法、響應面法等試驗設計方法設計天平校準矩陣。在多元校準中，天平六個載荷分量(升力Y、俯仰力矩Mz、阻力X、滾轉力矩Mx、側力Z、偏航力矩My)按照一定的組合進行加載，校準載荷更貼近于天平在風洞試驗中的實際受載情況。但是，為了利用有限的加載點兼顧天平在各載荷分量不同組合情況下的測量能力，這些天平校準矩陣設計方法更多的強調在天平整個設計載荷空間內均勻的選取加載點，以保證天平在任何載荷組合條件下的測量能力。但是，在風洞測力試驗中，模型在試驗中所感受到的氣動載荷范圍并不會覆蓋天平的整個設計載荷空間。一些類型化模型，如扁平體類模型、短鈍體類模型等會呈現不同的氣動特性，同一類模型在試驗中感受到的氣動力呈現一定的規律，往往只占據天平設計載荷空間的一部分。例如，短鈍體模型在各種試驗工況下都會感受到較大的阻力，在這種情況下，加載矩陣中阻力較小的加載點不但浪費校準資源，也不利于試驗測量精準度的進一步提高。針對不同類型模型的天平，應該重點突出該類模型的實際受載情況，提高校準加載矩陣的針對性和代表性。

此外，在現有的天平校準方法中，同一臺天平的不同期校準是相互獨立的，通常會為每次校準規定固定的有效期，不論天平性能是否穩定，有效期滿都要重新校準，而且校準加載矩陣不會有變化。在天平性能穩定的情況下，這樣的做法在增加工作量的同時對天平的測量精準度的提高并沒有幫助。

發明內容

為解決現有技術存在的上述缺陷，本發明提出了一種針對類型化模型的風洞天平終身學習校準方法，通過加強天平校準加載矩陣的代表性，提高天平對類型化模型的針對性。利用風洞試驗數據，不斷完善天平校準加載矩陣，在天平性能穩定的情況下，利用天平不同期校準數據持續訓練已有的天平校準深度神經網絡模型，持續增強天平校準模型的測量精準度，達到終身學習的效果。

本發明提供了一種針對類型化模型的風洞天平終身學習校準方法，該方法包括：

步驟1)基于組合加載點集合，獲取天平的初始校準加載矩陣N_校準；

步驟2)利用六自由度校準架，按照天平初始校準加載矩陣完成天平加載，獲得初始校準數據L_校準；