【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于飞机严重谱编制，具体涉及一种基于高斯过程回归的严重地面滑行谱编制方法。
技术介绍
1、地面滑行载荷谱是指飞机在地面滑行任务段中机体经受的载荷时间历程编制的谱，它反映飞机整机及机体各部件所承受的疲劳载荷。而过载谱是载荷谱的最小基本单元，是飞机执行各类任务时最具体的载荷状态反应，能直接反应飞机所承受载荷的严重程度。在飞机型号设计定型后期，需要从小批量领先飞行的飞机中至少抽出一架飞机，通过专门的测试改装和飞行试验实测编制飞机的实测飞行载荷谱，用于确定和验证飞机的设计使用寿命，是飞机结构疲劳定延寿的前提。地面滑行谱是飞机地面谱主要的损伤来源，编制飞机实测地面滑行谱对于军/民机的延寿具有重要意义。
2、平均谱和严重谱均为机群的载荷谱的典型代表，其目的均是在设计阶段用于飞机结构耐久性分析和试验，用于验证飞机结构是否达到设计使用寿命要求，确定飞机结构的关键危险部位和检修方案。其中严重谱有着能够暴露飞机本身的失效特征和减少试验时间的优点，因此严重谱在当今实测谱的编制中的应用也越来越多。
3、关于平均谱的概念、编制方法和平均谱下的寿命分析方法相对已经比较成熟，但是关于严重谱的研究尚有若干关键技术尚待解决，国内外没有公开的相关研究资料，没有编制飞机严重地面滑行谱，进而无法有效反映飞机地面滑行的载荷情况，不能很好的减少飞机疲劳试验的时间。
4、因此，有必要提出一种飞机严重地面滑行谱编制方法。
技术实现思路
1、鉴于上述问题，本专利技术提供至少解决上述部分
2、为实现上述目的，本专利技术采取的技术方案为：
3、本专利技术提供一种基于高斯过程回归的严重地面滑行谱编制方法，该方法包括以下步骤：
4、s1、根据飞机的使用要求，确定飞机的典型任务剖面，并将所述任务剖面划分为任务段；
5、s2、获取各任务段对应的实测载荷数据，并对所述实测载荷数据进行预处理，获得各任务段的所有起落的过载峰/谷值时间序列；
6、s3、对所述所有起落的过载峰/谷值时间序列分别进行高斯过程回归，得到超参数组合；
7、s4、计算所述所有起落的过载峰/谷值时间序列的均值，并对所述所有起落的过载峰/谷值时间序列的均值进行统计分析，确定覆盖率满足预设阈值的均值；
8、s5、根据所述超参数组合和所述满足预设阈值的均值，进行高斯过程回归，获得严重地面滑行任务段谱；
9、s6、基于所述严重地面滑行任务段谱编制严重地面滑行任务剖面谱，并对所述严重地面滑行任务剖面谱进行高载截取和低载截除，得到典型剖面的严重地面滑行任务剖面谱；
10、s7、对所述典型剖面的严重地面滑行任务剖面谱按比例进行随机排序，编制严重地面滑行谱。
11、进一步地，所述步骤s1中，将所述任务剖面划分为任务段，划分判据包括：
12、1)起飞滑行开始点以发动机试车完成之后速度大于0为判据；
13、2)起飞滑行结束点以三个起落架完全离开地面为判据；
14、3)着陆滑行开始点以主起落架接触地面为判据；
15、4)着陆滑行结束点以偏航角大于预设角度阈值为判据。
16、进一步地，所述步骤s2中，所述实测载荷数据至少包括时间、飞行高度、重心和机翼的y向过载、左/右发动机剩余油量、襟翼偏角和升降舵偏角。
17、进一步地，所述步骤s2中，对所述实测载荷数据进行预处理包括：
18、a.过载数据的标准化处理；
19、b.采集载荷数据的峰/谷值。
20、进一步地，所述步骤s3中，对所述所有起落的过载峰/谷值时间序列分别进行高斯过程回归，得到超参数组合，具体为：
21、对进行预处理过后得到的所有起落的过载峰/谷值时间序列，分别进行高斯过程回归，将所有起落的各过载峰/谷值时间序列按起落-起落的方式行进排列；所述过载峰/谷值时间序列遵循均值函数为常数的高斯过程；选定高斯核函数为平方指数协方差函数，即
22、
23、式中，kse代指高斯过程中任两个变量的平方指数协方差l为方差标度，xp和xq分别为高斯过程中任意两个随机变量，是信号方差；该模型的超参数组合为
24、通过最大似然函数
25、
26、式中，k为高斯过程的协方差矩阵，x为预测变量，y为被预测变量；t代表转置；分别对l，求导等于零计算使最大似然函数取最大值对应的l和
27、进一步地，所述步骤s4中，对所述所有起落的过载峰/谷值时间序列的均值进行统计分析，具体包括：
28、①采用概率坐标回归方法对所述所有起落的过载峰/谷值时间序列的均值进行分布特性检验，确定最优分布；
29、②确定最优分布后，采用最大似然估计方法估计分布参数；
30、③基于所述分布参数，计算覆盖率满足预设阈值的均值。
31、进一步地，所述分布特性检验，包括：
32、正态分布特性检验、对数正态分布特性检验和weibull分布特性检验。
33、与现有技术相比，本专利技术记载的一种基于高斯过程回归的严重地面滑行谱编制方法，至少具有如下有益效果：
34、本专利技术基于高斯过程回归编制的严重地面滑行谱，能够有效的反映飞机真实遇到的载荷情况，能够暴露飞机本身的失效特征，可以减少飞机疲劳试验的时间。
35、本专利技术的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。本专利技术的目的和其他优点可通过在所写的说明书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
36、下面通过附图和实施例，对本专利技术的技术方案做进一步的详细描述。
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1.一种基于高斯过程回归的严重地面滑行谱编制方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的一种基于高斯过程回归的严重地面滑行谱编制方法，其特征在于，所述步骤S1中，将所述任务剖面划分为任务段，划分判据包括：
3.如权利要求1所述的一种基于高斯过程回归的严重地面滑行谱编制方法，其特征在于，所述步骤S2中，所述实测载荷数据至少包括时间、飞行高度、重心和机翼的y向过载、左/右发动机剩余油量、襟翼偏角和升降舵偏角。
4.如权利要求3所述的一种基于高斯过程回归的严重地面滑行谱编制方法，其特征在于，所述步骤S2中，对所述实测载荷数据进行预处理包括：
5.如权利要求1所述的一种基于高斯过程回归的严重地面滑行谱编制方法，其特征在于，所述步骤S3中，对所述所有起落的过载峰/谷值时间序列分别进行高斯过程回归，得到超参数组合，具体为：
6.如权利要求1所述的一种基于高斯过程回归的严重地面滑行谱编制方法，其特征在于，所述步骤S4中，对所述所有起落的过载峰/谷值时间序列的均值进行统计分析，具体包括：
7.如权利要求6所
...【技术特征摘要】
1.一种基于高斯过程回归的严重地面滑行谱编制方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的一种基于高斯过程回归的严重地面滑行谱编制方法，其特征在于，所述步骤s1中，将所述任务剖面划分为任务段，划分判据包括：
3.如权利要求1所述的一种基于高斯过程回归的严重地面滑行谱编制方法，其特征在于，所述步骤s2中，所述实测载荷数据至少包括时间、飞行高度、重心和机翼的y向过载、左/右发动机剩余油量、襟翼偏角和升降舵偏角。
4.如权利要求3所述的一种基于高斯过程回归的严重地面滑行谱编制方法，其特征在...
【专利技术属性】
技术研发人员：贺小帆，卫昆钰，李博文，李晨迪，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：
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