Preview

Mekhatronika, Avtomatizatsiya, Upravlenie

Advanced search

Algorithms for Validation of the Flight Data and Evaluation of the Nonlinearities of the Aerodynamic Coefficients of the Aircraft

https://doi.org/10.17587/mau.18.270-278

Abstract

He system identification methods make an important part of the flight test data analysis. Due to these methods accurate aircraft parameter estimations can be obtained, which meet the requirements of numerous applications, such as simulators and flight control systems design, aircraft modernization, etc. The aircraft parameter identification, when applied to the processing of the actual flight test data, faces the following principal problems: inevitable differences between a physical object and the adopted mathematical models; an essential incorrectness of the identification problem, since it belongs to the class of the inverted problems of dynamics. The presented techniques are intended to overcome those difficulties, using a system approach. That means that the identification problem is treated as an integral multistage system, designed on certain basic principles. These principles are the following: every stage includes a verification procedure; a decomposition of the general problem into minor subproblems; a systematic search for all the useful information in the relevant disciplines; an important role of a human operator. The article presents an algorithmic and methodological support for monitoring of the correctness of the airborne measurements and estimation of the aerodynamic nonlinearities for identification of the aerodynamic coefficients of the aircraft according to flights test. The paper also presents numerous examples of the practical applications of the considered methods and algorithms in the process of the parameters identification of the mathematical models of certain modern aircraft, using the flight test data. The authors believe that the choice of those examples would be helpful for understanding of the typical problems of the aircraft parameter identification.

About the Authors

O. N. Korsun
State Research Institute of Aviation Systems
Russian Federation


S. V. Nikolayev
State Flight Test Center named after V. P. Chkalov
Russian Federation


B. K. Poplavsky
Flight Research Institute named after M. M. Gromov
Russian Federation


References

1. Белоцерковский С. М., Качанов Б. О., Кулифеев Ю. Б., Морозов В. И. Создание и применение математических моделей самолетов. М.: Наука, 1984. 143 с.

2. Васильченко К. К., Кочетков Ю. А., Леонов В. А., Поплавский Б. К. Структурная идентификация математической модели движения самолета. М.: Машиностроение. 1993. 352 с.

3. Klein V., Morelli E. A. Aircraft System Identification: Theory and Practice. - USA, Reston: AIAA. 2006. 499 р.

4. Корсун О. Н., Поплавский Б. К. Технология идентификации аэродинамических коэффициентов летательных аппаратов по данным летных испытаний // В сб.: Моделирование авиационных систем. М.: ГосНИИАС, 2011. С. 444-451.

5. Корсун О. Н., Поплавский Б. К. Структура методологии идентификации математических моделей самолетов по результатам летных испытаний // В сб.: Авиационные технологии XXI века // IX междунар. научно-техн. симпозиум ASTEC'07. 2007.

6. Кулифеев Ю. Б. Дискретно-непрерывный метод идентификации непрерывных систем // Изв. АН СССР. Механика твердого тела. 1981. № 5. С. 47-55.

7. Корсун О. Н. Алгоритм идентификации динамических систем с функционалом в частотной области // Автоматика и телемеханика. 2003. № 5. С. 111-121.

8. Овчаренко В. Н. Адаптивная идентификация параметров в динамических и статических системах // Автоматика и телемеханика. 2011. № 3. С. 113-123.

9. Корсун О. Н. Методы параметрической идентификации технических систем. Электронное учебное пособие. № госрегистрации: 0321100941. http://catalog. inforeg.ru/Inet/GetEzineByID/ 286062 / М.: МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2011.

10. Корсун О. Н., Николаев С. В. Методика идентификации аэродинамических коэффициентов продольного движения самолета в эксплуатационном диапазоне углов атаки // Мехатроника, автоматизация, управление. 2015. Т. 16. № 4. С. 269-276.

11. Николаев С. В. Оценивание устойчивости и управляемости авиационных комплексов с применением моделирования и идентификации // Авиакосмическое приборостроение. 2015. № 10. С. 71-84.

12. Корсун О. Н., Семенов А. В. Оценка пилотажных характеристик самолетов по результатам летного эксперимента, идентификации и моделирования // Вестник компьютерных и информационных технологий. 2007. № 7. С. 2-7.

13. Корсун О. Н. Принципы параметрической идентификации математических моделей самолетов по данным летных испытаний // Мехатроника, автоматизация, управление. 2008. № 6. С. 2-7.

14. Гребнев О. Н., Корсун О. Н. Минимизация погрешностей идентификации, обусловленных неточной информацией о структуре математической модели летательного аппарата и системы измерений // Мехатроника, автоматизация, управление. 2009. № 9. С. 59-64.

15. Себряков Г. Г., Татарников И. Б., Тюфлин Ю. С. и др. Принципы создания универсальных систем визуализации комплексов моделирования для задач обучения, ситуационного анализа и тренажа // Вестник компьютерных и информационных технологий. 2006. № 3. С. 48-50.

16. Себряков Г. Г. Проблемы проектирования полуавтоматических систем наведения летательных аппаратов // Вестник компьютерных и информационных технологий. 2007. № 10. C. 2-7.

17. Аэродинамика, устойчивость и управляемость сверхзвуковых самолетов / Под ред. Г. С. Бюшгенса. М.: Наука, 1998.

18. с.

19. Зиновьев А. В., Барков Б. В., Чуйко А. А. и др. Метрология, стандартизация и сертификация. М.: Изд. дом "Академия Жуковского", 2013. 235 с.

20. Пушков С. Г., Горшкова О. Ю., Корсун О. Н. Математические модели погрешностей бортовых измерений скорости и угла атаки на режимах посадки самолета // Мехатроника, автоматизация, управление. 2013. № 8. С. 66-70.

21. Пушков С. Г., Корсун О. Н., Яцко А. А. Оценивание погрешностей определения индикаторной земной скорости в летных испытаниях авиационной техники с применением спутниковых навигационных систем // Мехатроника, автоматизация, управление. 2015. Т. 16. № 11. С. 771-776.

22. Пушков С. Г., Ловицкий Л. Л., Корсун О. Н. Методы определения скорости ветра при проведении летных испытаний авиационной техники с применением спутниковых навигационных систем // Мехатроника, автоматизация, управление. 2013. № 9. С. 65-70.

23. Корсун О. Н., Зиновьев А. В., Лысюк О. П. и др. Алгоритм оценивания постоянной составляющей погрешности измерения воздушной скорости при учете скорости ветра // Вестник компьютерных и информационных технологий". 2008. № 9. С.2-6.

24. Корсун О. Н., Лысюк О. П., Зиновьев А. В. Оценивание погрешностей измерения скорости спутниковой навигационной системы движения летательных аппаратов с использованием информационной избыточности // Информационно-измерительные и управляющие системы. 2008. Т. 6. № 11. С. 77-82.

25. Корсун О. Н., Лысюк О. П. Комплексная оценка погрешностей бортовых измерений и регистрации в целях обеспечения задач безопасности полетов // Проблемы безопасности полетов. 2007. № 2. С. 31-41.

26. Корсун О. Н., Мотлич П. А. Комплексный контроль бортовых измерений основных параметров полета летательного аппарата // Наука и образование: научное издание МГТУ им. Н. Э. Баумана. 2013. № 1. С. 135-148.

27. Булгаков В. В., Кулабухов В. С., Стуловский А. В. и др. Алгоритмы повышения точности расчета углов ориентации летательного аппарата // Изв. РАН. Теория и системы управления. 2016. № 1. С. 159-170.

28. Jategaonkar R. V. Flight Vehicle System Identification: A Time Domain Methodology. - USA, Reston: AIAA. 2006. - 410 р.

29. Васильченко К. К., Леонов В. А., Пашковский И. М. и др. Летные испытания самолетов. М.: Машиностроение, 1996.

30. с.

31. Справочник по теории автоматического управления / Под ред. Красовского А. А. М.: Наука, 1987. 711 с.

32. Завьялов Ю. С., Квасов Б. И., Мирошниченко В. Л. Методы сплайн-функций. М.: Наука. 1980. 355 c.

33. ГОСТ 20058-80. Динамика летательных аппаратов в атмосфере. Термины, определения и обозначения. М.: Изд-во стандартов, 1981. 54 с.


Review

For citations:


Korsun O.N., Nikolayev S.V., Poplavsky B.K. Algorithms for Validation of the Flight Data and Evaluation of the Nonlinearities of the Aerodynamic Coefficients of the Aircraft. Mekhatronika, Avtomatizatsiya, Upravlenie. 2017;18(4):270-278. (In Russ.) https://doi.org/10.17587/mau.18.270-278

Views: 749


Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 1684-6427 (Print)
ISSN 2619-1253 (Online)