[發明專利]基于模擬退火的加權Kriging襟翼不對稱的可靠性分析方法

在審

• 申請號: 202210411187.9
• 申請日: 2022-04-19
• 公開（公告）號: CN114722502A
• 公開（公告）日: 2022-07-08
• 發明（設計）人: 騰達;馮蘊雯;陳俊宇
• 申請（專利權）人: 西北工業大學
• 主分類號: G06F30/15
• 分類號: G06F30/15;G06F30/20;G06F119/02
• 代理公司: 西北工業大學專利中心 61204
• 代理人: 慕安榮

一種基于模擬退火的加權Kriging襟翼不對稱的可靠性分析方法，基于模擬退火的加權Kriging左襟翼與右襟翼不對稱可靠性分析，通過確定左襟翼與右襟翼不對稱的影響因素得到左襟翼與右襟翼不對稱可靠性分析的輸入變量和輸出響應。通過建立對于左襟翼與右襟翼不對稱可靠性模型，在傳統Kriging模型的基礎上，引入模擬退火算法改進傳統Kriging模型梯度下降算法，避免陷入局部最優；通過預測值與真實值計算高斯權值進行加權，提高傳統Kriging模型的預測精度，最后開展左襟翼與右襟翼不對稱進行可靠性分析，以此保證民機飛行安全、提高襟翼系統運行可靠性。

技術領域

本發明涉及飛行器可靠性分析領域，具體是一種基于模擬退火的加權Kriging兩側襟翼不對稱的可靠性分析方法。

背景技術

襟翼是增升裝置，與機翼相鉸鏈，在飛機起飛或降落過程中，打開襟翼可以提升飛行性能，使得飛機在保證足夠升力的同時，以較平穩的姿態爬升或著陸。飛機起飛時放出部分襟翼，主要用于增加飛機的升力；著陸時，先放出部分襟翼、再逐步全都放出，可起到保持升力和減速的雙重作用。近年來，關于飛機襟翼系統故障時有發生，左襟翼與右襟翼不對稱故障為典型故障之一，即當后緣左襟翼角度與右襟翼角度之間的差值大于一定角度時，會引發左襟翼與右襟翼不對稱故障。為保障民機飛行安全，提高襟翼系統運行可靠性,有必要對左襟翼與右襟翼不對稱進行可靠性分析。另一方面，根據韓忠華2016年在航空學報37期11卷發表的“Kriging模型及代理優化算法研究進展”及lu等人2018年在AerospaceScience and Technology第76期發表的“Improved Kriging with extremum responsesurface method for structural dynamic reliability and sensitivity analyses”中提出了一種改進Kriging方法，在傳統Kriging模型中，超參數求解采用梯度下降方法，模型求解易陷入局部最優，進而導致近似精度不夠高。

發明內容

為克服現有技術中存在的求解易陷入局部最優及近似精度低的不足，本發明提出了一種基于模擬退火的加權Kriging襟翼不對稱的可靠性分析方法。

本發明的具體過程是：

步驟1，分析準備：

所述分析準備是依據襟翼系統工作原理與飛機升力公式分析所述左襟翼與右襟翼不對稱的影響因素，選取與偏航、滾轉、升力因素的相關參數，進而獲得IWRK-SA模型的輸入變量和輸出響應。

所述左襟翼與右襟翼不對稱的影響因素包括偏航、滾轉、升力，即分析左襟翼與右襟翼偏轉角度不一致；所述與偏航、滾轉、升力因素的相關參數包括左攻角、右攻角、偏航角、滾轉角、左副翼角度、右副翼角度、襟/縫翼控制手柄、方向舵位置、控制桿位置、控制輪位置、航跡角、馬赫數、標準高度、風向和風速。

所述IWRK-SA模型的輸入變量為快速存取記錄器中記錄的左攻角、右攻角、偏航角、滾轉角、左副翼角度、右副翼角度、襟/縫翼控制手柄、方向舵位置、控制桿位置、控制輪位置、航跡角、馬赫數、標準高度、風向和風速；所述IWRK-SA模型的輸出響應為快速存取記錄器中記錄的左襟翼角度與右襟翼角度的差值的絕對值。

步驟2，左襟翼與右襟翼不對稱樣本的獲?。?/p>

所述不對稱樣本包括不對稱訓練樣本和不對稱測試樣本。

選定左襟翼與右襟翼不對稱故障發生較多的起飛階段作為IWRK-SA模型輸出響應的研究范圍，通過獲取飛機起飛階段飛機快速存取記錄器中的飛參數據，獲取左襟翼

所述不對稱訓練樣本用于IWRK-SA可靠性建模；不對稱測試樣本用于IWRK-SA可靠性模型驗證。

步驟3，建立左襟翼與右襟翼不對稱IWRK-SA可靠性模型：