專利名稱：降低氣動耦合特性的飛行器總體隨控優(yōu)化方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種飛行器總體隨控優(yōu)化方法，特別是涉及一種降低氣動耦合特性的飛行器總體隨控優(yōu)化方法。
背景技術(shù)：
飛行器總體優(yōu)化設(shè)計以多學(xué)科優(yōu)化設(shè)計方法為主。該方法按照飛行器總體設(shè)計的優(yōu)化目標(biāo)對涉及的學(xué)科專業(yè)進(jìn)行劃分，將飛行器總體設(shè)計分解為發(fā)動機(jī)設(shè)計、氣動參數(shù)設(shè)計、外形設(shè)計、彈體結(jié)構(gòu)設(shè)計、彈道設(shè)計等多個學(xué)科。如文獻(xiàn)“多學(xué)科設(shè)計優(yōu)化在飛行器總體設(shè)計中的應(yīng)用(《彈箭與制導(dǎo)學(xué)報》32 (3)，2012.6.pp.39 43)”將最大射程和最小起飛質(zhì)量組成的多目標(biāo)函數(shù)作為飛行器總體多學(xué)科設(shè)計優(yōu)化的目標(biāo)函數(shù)；確定影響該目標(biāo)函數(shù)的集成學(xué)科包括發(fā)動機(jī)設(shè)計、全彈道外形設(shè)計、氣動參數(shù)計算、彈體結(jié)構(gòu)設(shè)計、質(zhì)量分析、彈道設(shè)計、姿態(tài)控制和載荷計算八個關(guān)鍵專業(yè)；建立了各學(xué)科專業(yè)之間的輸入輸出及多學(xué)科設(shè)計模型。然而，當(dāng)前多學(xué)科優(yōu)化設(shè)計中所涉及的姿態(tài)控制學(xué)科僅限于對飛行器各通道操縱能力需求的分析，涉及的氣動參數(shù)計算學(xué)科則僅限于對飛行器阻力及升阻比需求的分析。并未考慮給控制系統(tǒng)設(shè)計帶來嚴(yán)峻挑戰(zhàn)的飛行器氣動耦合特性的相關(guān)需求，因此，設(shè)計得到的飛行器可能存在嚴(yán)重的氣動耦合問題，無法直接對其進(jìn)行各通道獨立控制，而必須研究適用的解耦控制方法。然而，當(dāng)前研究的解耦控制方法對飛行器模型的精確性及相應(yīng)矩陣的秩有一定要求，其使用受到很大限制。因此，為了在飛行器總體設(shè)計階段改善飛行器的總體性能，縮短飛行器總體循環(huán)迭代優(yōu)化設(shè)計的研制時間，為控制系統(tǒng)設(shè)計人員提供控制特性較好的飛行器，將氣動耦合程度低等控制學(xué)科需求作為飛行器總體優(yōu)化設(shè)計指標(biāo)對飛行器的總體優(yōu)化設(shè)計具有重要意義。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有的方法設(shè)計的飛行器總體性能差的不足，本發(fā)明提供一種降低氣動耦合特性的飛行器總體隨控優(yōu)化方法。該方法通過建立飛行器總體隨控優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)，確定飛行器總體隨控優(yōu)化約束條件，選取飛行器總體隨控優(yōu)化決策變量，確定飛行器總體隨控優(yōu)化決策變量尋優(yōu)邊界，建立飛行器總體隨控優(yōu)化完整模型以及基于遺傳算法的飛行器總體隨控優(yōu)化，得到的飛行器優(yōu)化外形可以有效降低飛行器的氣動耦合特性。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:一種降低氣動耦合特性的飛行器總體隨控優(yōu)化方法，其特點是包括以下步驟:步驟一、建立飛行器總體隨控優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)，選取飛行器氣動耦合特性評價指標(biāo)——稱合度的表征模型，包括方向舵偏轉(zhuǎn)對滾轉(zhuǎn)通道的耦合度/<、方向舵偏轉(zhuǎn)對俯
仰通道的耦合度W，、差動舵偏轉(zhuǎn)對偏航通道的耦合度wf/m1、差動舵偏轉(zhuǎn)對俯仰通
道的耦合度/<.//<= 0BP
權(quán)利要求
1.一種降低氣動耦合特性的飛行器總體隨控優(yōu)化方法，其特征在于包括以下步驟: 步驟一、建立飛行器總體隨控優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)，選取飛行器氣動耦合特性評價指標(biāo)一耦合度的表征模型，包括方向舵偏轉(zhuǎn)對滾轉(zhuǎn)通道的耦合度
全文摘要
本發(fā)明公開了一種降低氣動耦合特性的飛行器總體隨控優(yōu)化方法，用于解決現(xiàn)有的方法設(shè)計的飛行器總體性能差的技術(shù)問題。技術(shù)方案是首先建立飛行器總體隨控優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)，確定飛行器總體隨控優(yōu)化約束條件，選取飛行器總體隨控優(yōu)化決策變量，確定飛行器總體隨控優(yōu)化決策變量尋優(yōu)邊界，建立飛行器總體隨控優(yōu)化完整模型以及基于遺傳算法的飛行器總體隨控優(yōu)化，得到的飛行器優(yōu)化外形有效降低了飛行器的氣動耦合特性。
文檔編號G05B13/04GK103197546SQ201310060969
公開日2013年7月10日 申請日期2013年2月26日 優(yōu)先權(quán)日2013年2月26日
發(fā)明者周軍, 林鵬, 周敏, 耿克達(dá), 余晨菲 申請人:西北工業(yè)大學(xué)