嵌入式大氣數(shù)據(jù)傳感系統(tǒng)算法及應(yīng)用研究.pdf

1、嵌入式大氣數(shù)據(jù)傳感（Flush Airdata Sensing, FADS）系統(tǒng)是一種依靠經(jīng)合理布局的壓力傳感器陣列測(cè)量周圍的大氣壓力，然后進(jìn)行轉(zhuǎn)換和采樣之后輸入到大氣數(shù)據(jù)計(jì)算機(jī)，通過其內(nèi)部的算法計(jì)算和校正得到最終的飛行參數(shù)的飛行數(shù)據(jù)傳感系統(tǒng)。 FADS系統(tǒng)的空氣動(dòng)力學(xué)模型是非線性的，基于對(duì)該模型的求解，可以解出大氣數(shù)據(jù)；亦可以利用通過風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)和飛行試驗(yàn)的大量數(shù)據(jù)訓(xùn)練的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)得到大氣數(shù)據(jù)，這種方法有待進(jìn)一步的研究和探索。以往的

2、FADS系統(tǒng)的算法以空氣動(dòng)力學(xué)模型為基礎(chǔ)，在這些算法中，最小二乘法存在收斂的問題，這限制了它在高馬赫數(shù)下的應(yīng)用，而且它必需有一套準(zhǔn)確的確定大氣數(shù)據(jù)初值的方法；三點(diǎn)法求解當(dāng)?shù)赜呛蛡?cè)滑角，容易出現(xiàn)奇點(diǎn)和三點(diǎn)組合多的問題，而且三點(diǎn)法的抗干擾能力弱；利用迭代算法求解動(dòng)壓和靜壓，涉及到形壓系數(shù)和矩陣求逆，過程復(fù)雜。 針對(duì)上述不足之處，論文提出了FADS系統(tǒng)的改進(jìn)算法。其中包括： 1．提出最小二乘法模塊和三點(diǎn)法模塊的組合算法，以

3、馬赫數(shù)為切換點(diǎn)，提出了確定最小二乘法的大氣數(shù)據(jù)初值的三種方法，并對(duì)其中的檢錯(cuò)算法流程進(jìn)行了分析； 2．提出了確定三點(diǎn)法求解迎角和側(cè)滑角最優(yōu)解的方法，并進(jìn)行了仿真驗(yàn)證，通過實(shí)例對(duì)三點(diǎn)法求解側(cè)滑角時(shí)的奇點(diǎn)問題進(jìn)行了分析； 3．提出基于解超定線性方程組的算法，該算法通過證明矩陣列滿秩，避免了奇異值分解，最后通過飛行前訓(xùn)練好的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)得到大氣數(shù)據(jù)； 4．提出基于避免形壓系數(shù)參與迭代的卡爾曼濾波算法求解動(dòng)壓、靜壓和馬