静气动弹性低动态试验数据提取方法、装置、介质及设备制造方法及图纸

本发明专利技术公开了静气动弹性低动态试验数据提取方法、装置、介质及设备，该方法包括：步骤1：获得机翼的多组应变数据；步骤2：获得多个首次聚类的类心；步骤3：分别计算每组应变数据与每个聚类类心之间的距离；步骤4：针对每组应变数据，将应变数据归属到距离的最小值对应的聚类中；步骤5：针对每个聚类，判断聚类中的每组应变数据是否为无效的应变数据，并删除；步骤6：重新计算每个聚类的类心；步骤7：针对每组无效的应变数据，重复执行步骤3

【技术实现步骤摘要】
静气动弹性低动态试验数据提取方法、装置、介质及设备


[0001]本专利技术属于数据处理
，具体涉及一种静气动弹性低动态试验数据提取方法、装置、电子设备及介质。

技术介绍

[0002]现代飞行器设计对静气动弹性特性要求越来越严苛。风洞静气动弹性试验技术是测量飞行器不同飞行速度下机翼载荷与气动弹性变形，得到飞行器配平数据的重要手段。随着国内大展弦比、长航时飞行器的研制，机翼刚度越来越小，静气动弹性效应愈专利技术显。
[0003]现有技术中，用于飞行器风洞静气动弹性试验的数据处理方法多针对常规飞行器，常规飞行器机翼刚度大变形小、风洞试验中机翼基本不出现微幅振荡。可以采用均值估计的简化手段得到不同风速下机翼应变、根据经验估计机翼载荷、控制风速。
[0004]然而高空长航时飞行器多要求采用大展弦比柔性机翼，对静气动弹性特性提出了更高的要求。此类飞行器在风洞静气动弹性试验中机翼变形大，由于扰动机翼容易出现微幅振动，且柔性机翼微幅振动响应无法与风速变化完全同步。因此，传统数据处理方法的精度难以保证，已经不再适用；此类柔性机翼对载荷敏感性强，风速失之毫厘就会出现差之千里的破坏，根据经验控制风速的方法也难以适用。
[0005]因此，特别需要一种能够排除柔性机翼微幅振动干扰，大大降低由于柔性机翼和风速变化非同步响应所带来的误差的静气动弹性低动态试验数据提取方法。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的是提出一种能够排除柔性机翼微幅振动干扰，大大降低由于柔性机翼和风速变化非同步响应所带来的误差的静气动弹性低动态试验数据提取方法。
[0007]第一方面，本专利技术提供一种静气动弹性低动态试验数据提取方法，包括：步骤1：在每个预设攻角下，在预设时段内分k次逐渐提高风速，获得机翼的多组应变数据；步骤2：对所述机翼的多组应变数据进行聚类，获得多个首次聚类的类心；步骤3：分别计算每组所述应变数据与每个聚类类心之间的距离；步骤4：针对每组所述应变数据，比较所述应变数据与每个聚类类心之间的距离，获取所述距离的最小值，将所述应变数据归属到所述距离的最小值对应的聚类中；步骤5：针对每个聚类，计算所述聚类中应变数据的平均值，基于所述平均值分别判断所述聚类中的每组应变数据是否为无效的应变数据，并将无效的应变数据从所述聚类中删除；步骤6：重新计算每个聚类的类心；步骤7：针对每组无效的应变数据，重复执行步骤3
‑
6，当再次判断所述无效的应变数据无效时或迭代次数等于预设次数时，将最后一次删除无效的应变数据后重新计算的聚类的类心作为对应风速下的机翼应变量。
[0008]可选的，采用下述公式获得首次聚类的类心：
[0009]C
j
＝1/2(ε
j
+ε
j+1
)
[0010]j＝1,2,
…
,k
[0011]其中，C
j
为第j个聚类的类心，ε
j
为机翼的第j组应变数据，k为风速变化次数，n为应
变数据的组数，j+1<n。
[0012]可选的，采用下述公式计算每组所述应变数据与每个聚类类心之间的距离：
[0013][0014]其中，d(ε
l
,C
j
)为第l组应变数据与第j个聚类类心的距离，ε
l
为机翼的第l组应变数据。
[0015]可选的，所述基于所述平均值分别判断所述聚类中的每组应变数据是否为无效的应变数据包括：计算所述应变数据与其所在的聚类中应变数据的平均值的差值；若所述差值大于聚类阈值，则判断所述应变数据为无效的应变数据。
[0016]可选的，在步骤6中，采用下述公式计算每个聚类的类心：
[0017][0018]其中，C'
j
为删除无效的应变数据后的第j个聚类的类心，D
j
为删除无效的应变数据后的第j个聚类包含的应变数据的集合，ε
i
为所述聚类包含的第i个应变数据，N
j
为所述聚类包含的应变数据的个数。
[0019]可选的，所述聚类阈值的取值范围为0.15～0.85。
[0020]可选的，所述迭代次数的取值范围为2～30。
[0021]第二方面，本专利技术还提供一种电子设备，所述电子设备包括：存储器，存储有可执行指令；处理器，所述处理器运行所述存储器中的所述可执行指令，以实现上述静气动弹性低动态试验数据提取方法。
[0022]第三方面，本专利技术还提供一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述的静气动弹性低动态试验数据提取方法。
[0023]第四方面，本专利技术还提供一种静气动弹性低动态试验数据提取装置，包括：应变数据获取模块：在每个预设攻角下，在预设时段内分k次逐渐提高风速，获得机翼的多组应变数据；首次聚类的类心获取模块：对所述机翼的多组应变数据进行聚类，获得多个首次聚类的类心；距离获取模块：分别计算每组所述应变数据与每个聚类类心之间的距离；归属模块：针对每组所述应变数据，比较所述应变数据与每个聚类类心之间的距离，获取所述距离的最小值，将所述应变数据归属到所述距离的最小值对应的聚类中；无效的应变数据删除模块：针对每个聚类，计算所述聚类中应变数据的平均值，基于所述平均值分别判断所述聚类中的每组应变数据是否为无效的应变数据，并将无效的应变数据从所述聚类中删除；类心重新计算模块：重新计算每个聚类的类心；机翼应变量获取模块：针对每组无效的应变数据，重新将所述无效的应变数据归属到对应的聚类中，当再次判断所述无效的应变数据无效时或迭代次数等于预设次数时，将最后一次删除无效的应变数据后重新计算的聚类的类心作为对应风速下的机翼应变量。
[0024]可选的，采用下述公式获得首次聚类的类心：
[0025]C
j
＝1/2(ε
j
+ε
j+1
)
[0026]j＝1,2,
…
,k
[0027]其中，C
j
为第j个聚类的类心，ε
j
为机翼的第j组应变数据，k为风速变化次数，n为应变数据的组数，j+1<n。
[0028]可选的，采用下述公式计算每组所述应变数据与每个聚类类心之间的距离：
[0029][0030]其中，d(ε
l
,C
j
)为第l组应变数据与第j个聚类类心的距离，ε
l
为机翼的第l组应变数据。
[0031]可选的，所述基于所述平均值分别判断所述聚类中的每组应变数据是否为无效的应变数据包括：计算所述应变数据与其所在的聚类中应变数据的平均值的差值；若所述差值大于聚类阈值，则判断所述应变数据为无效的应变数据。
[0032]可选的，采用下述公式计算每个聚类的类心：
[0033][0034]其中，C'
j...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种静气动弹性低动态试验数据提取方法，其特征在于，包括：步骤1：在每个预设攻角下，在预设时段内分k次逐渐提高风速，获得机翼的多组应变数据；步骤2：对所述机翼的多组应变数据进行聚类，获得多个首次聚类的类心；步骤3：分别计算每组所述应变数据与每个聚类类心之间的距离；步骤4：针对每组所述应变数据，比较所述应变数据与每个聚类类心之间的距离，获取所述距离的最小值，将所述应变数据归属到所述距离的最小值对应的聚类中；步骤5：针对每个聚类，计算所述聚类中应变数据的平均值，基于所述平均值分别判断所述聚类中的每组应变数据是否为无效的应变数据，并将无效的应变数据从所述聚类中删除；步骤6：重新计算每个聚类的类心；步骤7：针对每组无效的应变数据，重复执行步骤3
‑
6，当再次判断所述无效的应变数据无效时或迭代次数等于预设次数时，将最后一次删除无效的应变数据后重新计算的聚类的类心作为对应风速下的机翼应变量。2.根据权利要求1所述的静气动弹性低动态试验数据提取方法，其特征在于，采用下述公式获得首次聚类的类心：C
j
＝1/2(ε
j
+ε
j+1
)j＝1,2,
…
,k其中，C
j
为第j个聚类的类心，ε
j
为机翼的第j组应变数据，k为风速变化次数，n为应变数据的组数，j+1<n。3.根据权利要求2所述的静气动弹性低动态试验数据提取方法，其特征在于，采用下述公式计算每组所述应变数据与每个聚类类心之间的距离：其中，d(ε
l
,C
j
)为第l组应变数据与第j个聚类类心的距离，ε
l
为机翼的第l组应变数据。4.根据权利要求1所述的静气动弹性低动态试验数据提取方法，其特征在于，所述基于所述平均值分别判断所述聚类中的每组应变数据是否为无效的应变数据包括：计算所述应变数据与其所在的聚类中应变数据的平均值的差值；若所述差值大于聚类阈值，则判断所述应变数据为无效的应变数据。5.根据权利要求1所述的静气动弹性低动态试验数据提取方法，其特征在于，在步骤6中，采用下述公式计算...

【专利技术属性】
技术研发人员：王昕江，付志超，吕计男，郭力，
申请(专利权)人：中国航天空气动力技术研究院，
类型：发明
国别省市：