一种基于飞行试验的颤振数据处理架构制造技术

本发明专利技术属于航空试飞技术领域，具体涉及一种基于飞行试验的颤振数据处理架构，包括平台管理系统、基本功能模块、辅助功能模块和底层支持模块；平台管理系统用于平台的资源调度和运行流程管理，基本功能模块用于常规颤振飞行试验的数据处理，辅助功能模块用于相对特殊或目前尚未建立明确数据处理技术体系的颤振试飞数据的分析，底层支持模块用于提供支持平台正常运行的基本环境和平台各功能模块共用的基础软件。本发明专利技术首次提出了颤振飞行试验数据处理平台概念和顶层设计框架，把试飞方式、激励方式、观测信号性质、处理方式、处理任务和处理方法等多个层面放在一个统一的架构下进行规划，使得传统和现代、存在和发展在更高层次上得以协调。

【技术实现步骤摘要】
一种基于飞行试验的颤振数据处理架构
本专利技术属于航空试飞
，具体涉及一种基于飞行试验的颤振数据处理架构。
技术介绍
颤振是弹性结构在空气动力、惯性力和弹性力的相互作用下形成的一种自激振动。由于颤振的跨学科特点以及目前相关理论的不完善，使得相关试验及数据分析技术成为界定飞机颤振品质的最终手段。一般来讲，新型飞机或结构(构型)方面改进的飞机均需要进行相应的颤振试验，颤振试飞作为飞机验证、科研和定型的重要环节之一，具有典型的高风险、高耗费和长周期特点，是国际公认的I类风险试飞科目。数据处理是飞机颤振试飞技术的关键环节之一，是获取试验结论的重要技术手段，在保证颤振试验安全、降低试验耗费、缩短试验周期等方面都有着十分重要的作用。颤振飞行试验数据处理的核心任务包括确定结构颤振型态的有关参数(传统称为颤振模态参数)和颤振临界速度(边界)。鉴于颤振试飞过程中的激励、测试、遥测、记录以及飞行条件的不可重复性，对相应的数据处理方法和实现技术提出了近乎苛刻的要求，进而会影响到试验结论的准确性。颤振飞行试验具有高风险、长周期和经济成本大等特点。由于在该类试验中存在激励力不足、测量点有限、试验条件复杂及测试条件恶劣等问题，实际测得的试验数据品质较低，往往会出现信噪比低、有效样本短、结构模态稳定性差等现象，从而大幅度增加了颤振飞行试验数据处理的技术难度。由于飞行颤振试验的高风险性，长期以来国外一直实施技术封锁，难以获取国外飞行试验机构验证过的数据处理技术框架体系，随着我们国家航空武器系统的快速发展，飞行颤振试验工程经验的逐步增长，如何从飞行颤振试验的工程角度研究分析规划我国的数据处理框架，设计飞行试验的颤振数据处理架构显得分迫切。
技术实现思路
专利技术目的:针对军民用飞机各种飞行颤振试验的方法、特点和技术需求，在综合分析国内外最新研究现状及国内已有技术条件的基础上，对飞行颤振试验数据处理的方法和技术进行归类，统筹国内外的研究现状及发展趋势，进一步规范、丰富、完善和提高颤振试飞数据处理方法和技术，提供一种基于飞行试验的颤振数据处理架构。技术方案:一种基于飞行试验的颤振数据处理架构，包括平台管理系统、基本功能模块、辅助功能模块和底层支持模块；平台管理系统用于平台的资源调度和运行流程管理，包括界面、人机对话、通讯接口、试验数据加载、数据处理结果输出、结果报表生成、在线帮助、数据库管理，负责执行颤振飞行试验数据获取、处理处理结果输出，同时妥善管理该过程各阶段的数据；基本功能模块用于常规颤振飞行试验的数据处理，涵盖试飞方式、激励方式、观测信号性质、数据处理方式、数据处理任务和数据处理方法；辅助功能模块用于相对特殊或目前尚未建立明确数据处理技术体系的颤振试飞数据的分析，包括:气动伺服弹性ASE、非线性颤振、颤振试飞效果评估以及与颤振设计的联合分析；底层支持模块用于提供支持平台正常运行的基本环境和平台各功能模块共用的基础软件，包括运行环境软件、预处理软件、其它可共享数据处理软件和数据库管理系统；数据库用于存放和管理各功能模块用到的以及必要的原始、过程及结果数据。有益效果:本专利技术依据飞行颤振试验数据处理过程和工程应用特点，基于飞行试验的颤振数据处理架构设计采用功能模块设计技术，填补了国内颤振飞行试验空白。本专利技术具有以下优点:首次提出了颤振飞行试验数据处理平台概念和顶层设计框架，把试飞方式、激励方式、观测信号性质、处理方式、处理任务和处理方法等多个层面放在一个统一的架构下进行规划，使得传统和现代、存在和发展在更高层次上得以协调，具有较强的专业性和先进性；首次研究了基函数展开和粒子滤波方法在颤振飞行试验数据处理中的应用问题，并将其引入了结构模态参数估计和颤振边界预测领域，进一步扩展和丰富了传统颤振试飞数据处理方法和实现技术；在实时分析和事后处理两种数据处理方式、颤振模态参数估计和颤振边界预测两类颤振数据处理功能以及多种预处理和辅助处理功能方面实现了更高层次的优化协调，对已有技术进行了合理整合，对后续技术的持续扩展保留着充足的发展空间；通过合理有效的界面设计、数据处理方法筛选以及网络数据通讯，实现了对颤振试飞过程的实时监测，对提高颤振试飞的安全有着直接的意义；本专利技术依据实际颤振飞行试验的需求来开展的，因此，颤振飞行试验数据处理系统具有更为直接的工程实用性和适用性。【附图说明】图1飞行颤振试验数据处理架构的总体架构图2飞行颤振试验数据处理架构平台管理系统架构图3飞行颤振试验数据处理架构基本功能模块架构图4飞行颤振试验数据处理架构辅助功能模块架构图5飞行颤振试验数据处理架构底层支持模块架构【具体实施方式】下面结合附图对专利技术的一种实施例做进一步详细描述，请参阅图1至图5。本专利技术从试飞方式、激励方式、观测信号性质、处理方式、处理任务和处理方法等多个层面来把握，使得传统和现代、存在和发展在更高层次上得以协调；在数据处理方法的选择方面，除了兼顾传统手段保证继承性外，更强调方法在理论上的先进性和飞行颤振试验数据处理各环节的优化组合，具备先进性和工程适用性；方法选择、流程、界面设计、计算精度和运行速度等方面符合飞行颤振试验的实际需求；各类数据处理方法之间相互协调且有机互补，构成一个整体；平台的开发运行环境及各功能模块具备可扩展性；采用面向用户的模块化设计，软件具有良好的系统性、可维护行及可扩展性，便于其功能与内容的不断丰富和扩展；功能模块采用独立设计，对应技术参数采用对话框独立设置并具有可传递性；处理结果报告实现了自动生成，在保证结果一致性的前提下更加方便技术人员的后期使用。I平台管理系统架构平台管理系统用于平台的资源调度和运行流程管理，包括:界面、人机对话(参数或数据处理方法设定)、通讯接口、试验数据加载、数据处理结果输出、结果报表生成、在线帮助、数据库管理等。简单说就是负责执行颤振飞行试验数据获取一数据处理一提供数据处理结果整个过程，同时妥善管理该过程各阶段的数据。飞行颤振试验数据处理架构设计技术平台管理系统架构如图2所示。2基本功能模块架构基本功能模块用于常规颤振飞行试验的数据处理，涵盖了传统技术的涉及范围，也是平台最为复杂和最可能验证的部分。从试飞角度考虑，基本功能模块架构合理地划分为六个层次，分别是:试飞方式、激励方式、观测信号性质、数据处理方式、数据处理任务和数据处理方法。飞行颤振试验数据处理架构设计技术基本功能模块架构如图3所示。关于基本功能模块架构，需要做以下说明:I)自然飞包括连续变速颤振试飞；2)由于受到前面五层相关因素的影响，处理方法一层将涉及到的内容比较繁杂，具体内容将结合实际设计开发选择；符号:RT表示实时或在线，PT表示事后或离线，RM表示在线动态监测，MP表示模态参数，FBP表示颤振边界预测。3辅助功能模块架构辅助功能模块用于相对特殊或目前尚未建立明确数据处理技术体系的颤振试飞数据的分析，包括:气动伺服弹性(ASE)、非线性颤振、颤振试飞效果评估以及与颤振设计的联合分析。飞行颤振试验数据处理架构设计技术辅助功能模块架构如图4所示。辅助功能模块原则上只在事后(PT)状态下使用，在数据处理过程中允许调用基本功能模块中的相关数据分析软件。辅助功能模块下属的各子模块一旦完善后，经确认可扩展至基本功能模块。ASE分析:本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于飞行试验的颤振数据处理架构，其特征在于，包括平台管理系统、基本功能模块、辅助功能模块和底层支持模块；平台管理系统用于平台的资源调度和运行流程管理，包括界面、人机对话、通讯接口、试验数据加载、数据处理结果输出、结果报表生成、在线帮助、数据库管理，负责执行颤振飞行试验数据获取、处理处理结果输出，同时妥善管理该过程各阶段的数据；基本功能模块用于常规颤振飞行试验的数据处理，涵盖试飞方式、激励方式、观测信号性质、数据处理方式、数据处理任务和数据处理方法；辅助功能模块用于相对特殊或目前尚未建立明确数据处理技术体系的颤振试飞数据的分析，包括：气动伺服弹性ASE、非线性颤振、颤振试飞效果评估以及与颤振设计的联合分析；底层支持模块用于提供支持平台正常运行的基本环境和平台各功能模块共用的基础软件，包括运行环境软件、预处理软件、其它可共享数据处理软件和数据库管理系统；数据库用于存放和管理各功能模块用到的以及必要的原始、过程及结果数据。

【技术特征摘要】
1.一种基于飞行试验的颤振数据处理架构，其特征在于，包括平台管理系统、基本功能模块、辅助功能模块和底层支持模块； 平台管理系统用于平台的资源调度和运行流程管理，包括界面、人机对话、通讯接口、试验数据加载、数据处理结果输出、结果报表生成、在线帮助、数据库管理，负责执行颤振飞行试验数据获取、处理处理结果输出，同时妥善管理该过程各阶段的数据； 基本功能模块用于常规颤振飞行试验的数据处理，涵盖试飞方式、激励方式、观测信号性质、...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙勇军，雷鸣，周友明，阎鹏涛，陈浩，
申请(专利权)人：中国飞行试验研究院，
类型：发明
国别省市：