【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及大氣解算參數，尤其是涉及一種基于svm的大氣數據系統靜壓源誤差修正方法。
技術介紹
1、通過工程實踐所總結的數據信息可知全靜壓傳感器所測得來流全壓和靜壓中，全壓的測量準確性較高，比較接近真實全壓，靜壓測量準確性較低、與真實值有一定的差距。但靜壓的測量結果對氣壓高度、真空速、馬赫數及升降速度等參數計算產生顯著的影響。因此靜壓的測量是各個型號機型上的大氣數據系統均需要解決的問題，如何利用空速管測得更為準確的大氣數據是大氣解算需要研究的關鍵技術之一。
2、靜壓測量誤差主要受到兩大類因素影響，分別是機載設備和不同飛行狀態下的流場環境，兩類因素所造成的誤差分別記為設備誤差和靜壓源誤差[32]。其中設備誤差主要包括傳感器誤差和管路誤差，誤差規律相對簡單，可通過試驗量補償，因此靜壓測量誤差主要取決于靜壓源誤差。
3、靜壓源誤差影響因素較多，包括飛機的結構外形、飛行環境以及姿態速度等，鑒于靜壓孔的安裝位置、飛機的結構外形是確定的，因此主要研究工作集中在靜壓源誤差與迎角、側滑角、馬赫數和高度等參數之間的關系。
4、目前，國內外針對靜壓源誤差的補償方法主要有高階公式法、線性插值查表法等。其中，高階公式法難以適應空速管所處的復雜工作環境，在各種環境下的適用性較低；線性插值查表法能夠在滿足gjb1623—1993對精度的要求前提下，由大氣數據計算機快速可靠地完成靜壓源誤差修正，但是在要求修正精度足夠高的情況下，建立表格時需要的實驗次數多，數據表格占用的內存量大，而且查找過程十分耗時，導致修正遲延，進而又
技術實現思路
1、本專利技術的目的是：提供一種基于svm的大氣數據系統靜壓源誤差修正方法，用來提高線性插值查表法的使用精度、降低插值法測量成本。
2、本專利技術的技術方案：根據本專利技術的第一方面，提供了一種基于svm的大氣數據系統靜壓源誤差修正方法，通過訓練數據對空速管的實際輸出進行趨勢預測，對預測結果通過支撐矢量機分類回歸的方式進行誤差分析，然后對預測結果進行修正，最終確定實際輸出結果。利用計算機高速處理能力，可在誤差影響因素的基礎上忽略具體的數學關系，將傳感器采集數據作為輸入數據，將基準空速管據作為輸出數據，對支撐矢量機模型進行訓練，通過利用支撐矢量機進行回歸分析直接得出校準的靜壓源誤差。
3、具體包括如下步驟：
4、s1、在風洞試驗中開展不同攻角α、馬赫數ma、側滑角β的試驗；
5、s2、計算并記錄試驗中不同攻角α、馬赫數ma、側滑角β對應的指示動壓qci、靜壓源誤差值δpi；
6、s3、根據步驟s2中計算得到的指示動壓qci、靜壓源誤差值δpi采用下式計算對應的靜壓源系數，得到訓練樣本數據集：其輸入空間[α、ma、β]，輸出cp；
7、
8、s4、利用矢量機對步驟s3中的到的訓練樣本數據集進行分類回歸，得到攻角、馬赫數、側滑角三個輸入量與靜壓源誤差之間的數學模型cp＝f(α，β，ma)；
9、s5、記錄當前靜壓傳感器采集的指示靜壓ps和總壓傳感器采集的總壓pt，計算當前時刻的指示動壓帶入下式，計算靜壓源誤差δps，
10、
11、s6：利用s5計算得到的計算得靜壓源誤差改正數δps，計算得到校準后的靜壓psc:
12、psc＝ps-δps。
13、在一個可能的實施例中，在所述步驟s1中，采用外切中心復合設計確定試驗中的攻角α、馬赫數ma、側滑角β。
14、在一個可能的實施例中，在所述步驟s2中，記錄靜壓傳感器采集的指示靜壓ps、和總壓傳感器采集的總壓pt，指示動壓根據下式計算：
15、qc＝pt-ps。
16、在一個可能的實施例中，在所述步驟s2中，記錄外界傳感器測得的真實靜壓ps0，靜壓源誤差值根據下式計算：
17、δp＝ps-ps0。
18、在一個可能的實施例中，在所述步驟s4中，具體包括如下步驟：
19、s4.1、對訓練樣本數據集利用支持向量機進行高精度函數擬合，獲得初步擬合函數：
20、cp0＝f(α,β,ma)；
21、s4.2、對輸入空間進行均勻采樣，獲得均勻采樣后的新的輸入量系列[α′、ma′、β′]；
22、s4.3、利用步驟s4.1所獲得的初步擬合函數，求出新的輸入量系列[α′、ma′、β′]對應的輸出量cp1；
23、s4.4、對步驟s4.3獲得的均勻分布的樣本cp1，根據需要確定遞推窗口的寬度，構造支持矢量機訓練樣本序列；
24、s4.5、獲得遞推序列支持矢量機訓練模型，以構造的多維支持矢量機的訓練樣本，對支持矢量機進行訓練；
25、s4.6、利用所獲得的遞推序列模型進行多步預測，獲得所需要的預測樣本；
26、s4.7、將獲得的預測樣本還原為原始樣本空間中的樣本；
27、s4.8、用拓寬后的訓練樣本訓練支持矢量機進行函數擬合，獲得具有良好內、外插值性能的擬合函數以獲取試驗沒有覆蓋到的cp值。
28、優選地，所述步驟s4利用matlab支撐矢量機工具包建立cp＝f(α，β，ma)。
29、根據本專利技術的第二方面，提出一種計算設備，所述計算設備包括處理器和存儲器，所述存儲器用于存儲指令，所述處理器用于執行所述指令，以使得所述計算設備實現上述的方法。
30、根據本專利技術的第三方面，提出一種計算集群，包括多個計算設備，每個計算設備包括處理器和存儲器，所述存儲器用于存儲指令，所述處理器用于執行所述指令，以使得所述多個計算設備實現上述的方法。
31、本專利技術的優點可以是：
32、1、改善依靠經驗反復修改壓力修正參數耗時耗力的現狀；
33、2、降低獲取靜壓源誤差與大氣其他參數對應關系的試驗成本；
34、3、減少靜壓源修正系數插值表所占用的內存；
35、4、所基于的插值表的實驗參數顆粒度更低；
36、5、利用支撐矢量機解決靜壓源誤差修正試驗數據較少的小樣本的分類回歸問題，準確度和推廣效果優于bp神經網絡；
37、6、利用支撐矢量機外推，進一步計算試驗無法覆蓋到的運動環境下的靜壓源誤差修正試驗數據。
本文檔來自技高網...【技術保護點】
1.一種基于SVM的大氣數據系統靜壓源誤差修正方法，其特征在于，包括如下步驟：S1、在風洞試驗中開展不同攻角α、馬赫數Ma、側滑角β的試驗；S2、計算并記錄試驗中不同攻角α、馬赫數Ma、側滑角β對應的指示動壓Qci、靜壓源誤差值Δpi；S3、根據步驟S2中計算得到的指示動壓Qci、靜壓源誤差值Δpi采用下式計算對應的靜壓源系數，得到訓練樣本數據集：其輸入空間[α、Ma、β]，輸出cp；S4、利用矢量機對步驟S3中的到的訓練樣本數據集進行分類回歸，得到攻角、馬赫數、側滑角三個輸入量與靜壓源誤差之間的數學模型Cp＝f(α，β，Ma)；S5、記錄當前靜壓傳感器采集的指示靜壓Ps和總壓傳感器采集的總壓pt，計算當前時刻的指示動壓Qc帶入下式，計算靜壓源誤差ΔPs，S6：利用步驟S5計算得到的靜壓源誤差ΔPs，計算得到校準后的靜壓Psc:Psc＝Ps-ΔPs。
2.根據權利要求1所述的一種基于SVM的大氣數據系統靜壓源誤差修正方法，其特征在于，在所述步驟S1中，采用外切中心復合設計確定試驗中的攻角α、馬赫數Ma、側滑角β。
3.根據權利要求1所述的一種基于SVM的大
4.根據權利要求3所述的一種基于SVM的大氣數據系統靜壓源誤差修正方法，其特征在于，在所述步驟S2中，記錄外界傳感器測得的真實靜壓Ps0，靜壓源誤差值根據下式計算：
5.根據權利要求1所述的一種基于SVM的大氣數據系統靜壓源誤差修正方法，其特征在于，在所述步驟S4中，具體包括如下步驟：
6.根據權利要求1或5所述的一種基于SVM的大氣數據系統靜壓源誤差修正方法，其特征在于，所述步驟S4利用MATLAB支撐矢量機工具包建立Cp＝f(α，β，Ma)。
7.一種計算設備，其特征在于，所述計算設備包括處理器和存儲器，所述存儲器用于存儲指令，所述處理器用于執行所述指令，以使得所述計算設備實現權利要求1-6任意一項所述的一種基于SVM的大氣數據系統靜壓源誤差修正方法。
8.一種計算集群，其特征在于，包括多個計算設備，每個計算設備包括處理器和存儲器，所述存儲器用于存儲指令，所述處理器用于執行所述指令，以使得所述多個計算設備實現權利要求1-6任意一項所述的一種基于SVM的大氣數據系統靜壓源誤差修正方法。
...【技術特征摘要】
1.一種基于svm的大氣數據系統靜壓源誤差修正方法，其特征在于，包括如下步驟：s1、在風洞試驗中開展不同攻角α、馬赫數ma、側滑角β的試驗；s2、計算并記錄試驗中不同攻角α、馬赫數ma、側滑角β對應的指示動壓qci、靜壓源誤差值δpi；s3、根據步驟s2中計算得到的指示動壓qci、靜壓源誤差值δpi采用下式計算對應的靜壓源系數，得到訓練樣本數據集：其輸入空間[α、ma、β]，輸出cp；s4、利用矢量機對步驟s3中的到的訓練樣本數據集進行分類回歸，得到攻角、馬赫數、側滑角三個輸入量與靜壓源誤差之間的數學模型cp＝f(α，β，ma)；s5、記錄當前靜壓傳感器采集的指示靜壓ps和總壓傳感器采集的總壓pt，計算當前時刻的指示動壓qc帶入下式，計算靜壓源誤差δps，s6：利用步驟s5計算得到的靜壓源誤差δps，計算得到校準后的靜壓psc:psc＝ps-δps。
2.根據權利要求1所述的一種基于svm的大氣數據系統靜壓源誤差修正方法，其特征在于，在所述步驟s1中，采用外切中心復合設計確定試驗中的攻角α、馬赫數ma、側滑角β。
3.根據權利要求1所述的一種基于svm的大氣數據系統靜壓源誤差修正方法，其特征在于，在所述步驟s2...
【專利技術屬性】
技術研發人員：宮玨，王忠智，王祎敏，王梓桐，王雙甲，張建博，陳斌彬，
申請(專利權)人：中國航空工業集團公司西安飛行自動控制研究所，
類型：發明
國別省市：
還沒有人留言評論。發表了對其他瀏覽者有用的留言會獲得科技券。