基于改进SPBO优化算法的飞机气动参数辨识
2021-11-08段振亚
耿 宏,段振亚
(中国民航大学 电子信息与自动化学院,天津 300300)
1 引言
在飞机的模拟仿真过程中,飞机气动参数辨识是飞行控制律参数调整、飞行仿真等工作的前提和基础[1]。快速访问记录器(quick access recorder,QAR)数据忠实记录了飞机运行中大量原始数据[2],包含与飞机空气动力学特性相关的变量,因此QAR数据可以用于辨识飞机气动参数。并且相对于飞行测试数据,QAR数据获取相对容易,利用QAR数据辨识飞机气动参数也是一种可行的技术途径。
王青等[3]结合QAR数据和神经网络Delta法估计高原环境下的飞机气动参数,证实QAR辨识飞机气动参数的可行性,但是神经网络不能完全反应真实的飞行系统,并且Delta法对飞行数据的质量、数量要求较高[4]。玉杉杉等[5]采用极大似然法估计无人机的空气动力学参数,模型参数工程实用性良好,但是该方法对初值特别敏感。因此本文利用QAR数据,结合极大似然法和ISPBO(improved student psychology based optimization)启发式优化算法对飞机气动参数进行辨识。
SPBO算法是由BikashDas等[6]提出的一种基于学生心理的启发式优化算法,该算法显著特点是给定待辨识气动参数的大致范围,即可随机赋予待辨识参数初值,对初值敏感较小,目前粒子群[7](partical swarm optimization,PSO)、鸽群优化[8](pigeon inspired optimization,PIO)等启发式算法已广泛应用到气动参数辨识中。ISPBO在SPBO的基础上,采用Logistic映射[9]对学生群体初始化,增强初值分布的随机性和均匀性;根据优化过程中迭代次数和适应度值的变化情况,动态调整最佳学生的迭代步长,提高算法后期的搜索精度,降低对初值选取范围要求。……
