飛機(jī)和旋翼機(jī)系統(tǒng)辨識(shí)：工程方法和飛行試驗(yàn)案例
定 價(jià)：160 元
- 作者：馬克.B.蒂施勒
- 出版時(shí)間：2012/12/12
- ISBN：9787516501047
- 出 版 社：中航出版?zhèn)髅?/span>
- 中圖法分類：H31
- 頁(yè)碼：451
- 紙張：
- 版次：
- 開本：16K
《AIAA航空航天技術(shù)叢書•飛機(jī)和旋翼機(jī)系統(tǒng)辨識(shí):工程方法和飛行試驗(yàn)案例》主要講述基于頻域數(shù)據(jù)處理技術(shù)的飛機(jī)和旋翼機(jī)的系統(tǒng)辨識(shí)方法，全書側(cè)重于辨識(shí)方法的工程實(shí)用性和對(duì)飛行試驗(yàn)案例的分析，其主要內(nèi)容包括頻域辨識(shí)方法的基本概念、高質(zhì)量試驗(yàn)數(shù)據(jù)的獲取、數(shù)據(jù)預(yù)處理、針對(duì)SISO和MIMO的頻率響應(yīng)辨識(shí)、傳遞函數(shù)模型辨識(shí)、狀態(tài)空間模型辨識(shí)以及辨識(shí)結(jié)果的時(shí)域驗(yàn)證等，中間穿插了一些CIFER軟件的應(yīng)用實(shí)例�！禔IAA航空航天技術(shù)叢書•飛機(jī)和旋翼機(jī)系統(tǒng)辨識(shí):工程方法和飛行試驗(yàn)案例》作者長(zhǎng)期從事飛行器系統(tǒng)辨識(shí)方面的工作，具有豐富的工程經(jīng)驗(yàn)，在書中給出了很多極具實(shí)用價(jià)值并且經(jīng)過驗(yàn)證的工程處理方法和準(zhǔn)則。
《AIAA航空航天技術(shù)叢書•飛機(jī)和旋翼機(jī)系統(tǒng)辨識(shí):工程方法和飛行試驗(yàn)案例》可供從事飛行器系統(tǒng)建模、飛行試驗(yàn)、飛行控制系統(tǒng)開發(fā)以及相關(guān)領(lǐng)域的研究生、科研人員以及工程技術(shù)人員參考閱讀。
作者：（美國(guó)）馬克·B.蒂施勒 （Mark B.Tischler） （美國(guó)）羅伯特·K.倫佩（Robert K.Remple） 譯者：張怡哲 左軍毅
第1章頻域系統(tǒng)辨識(shí)的簡(jiǎn)介及其發(fā)展簡(jiǎn)史
1.1飛機(jī)和旋翼機(jī)系統(tǒng)辨識(shí)的基本概念
1.1.1頻率響應(yīng)模型
1.1.2傳遞函數(shù)模型
1.1.3狀態(tài)空間模型
1.2仿真和系統(tǒng)辨識(shí)的關(guān)系
1.3旋翼機(jī)系統(tǒng)辨識(shí)的特殊挑戰(zhàn)
1.4飛行器系統(tǒng)辨識(shí)中的參數(shù)化模型及非參數(shù)模型的其他作用
1.5頻率響應(yīng)辨識(shí)方法很適合于飛行器的開發(fā)研制
1.6確定飛行力學(xué)模型時(shí)系統(tǒng)辨識(shí)方法的作用及其局限性
1.7頻域方法用于飛機(jī)和旋翼機(jī)系統(tǒng)辨識(shí)的發(fā)展簡(jiǎn)史
1.8本書的組織結(jié)構(gòu)
習(xí)題
第2章系統(tǒng)辨識(shí)的頻率響應(yīng)法
2.1頻率響應(yīng)辨識(shí)方法的技術(shù)路線
2.2頻率響應(yīng)法用于飛行器系統(tǒng)辨識(shí)的主要特點(diǎn)
2.3頻率響應(yīng)辨識(shí)方法用于XV—15傾轉(zhuǎn)旋翼機(jī)
2.3.1XV—15掃頻數(shù)據(jù)：V=170kn
2.3.2仿真模型驗(yàn)證
2.3.3辨識(shí)傳遞函數(shù)模型
2.3.4操縱品質(zhì)規(guī)范
2.3.5巡航狀態(tài)下的穩(wěn)定和控制導(dǎo)數(shù)辨識(shí)
2.3.6巡航狀態(tài)辨識(shí)模型的時(shí)域驗(yàn)證
2.3.7懸停狀態(tài)下的穩(wěn)定和控制導(dǎo)數(shù)辨識(shí)和驗(yàn)證
2.4 CIFER應(yīng)用舉例
習(xí)題
第3章案例描述
3.1倒立擺問題
3.2XV—15傾轉(zhuǎn)旋翼機(jī)
3.3XV—15懸停時(shí)的飛行動(dòng)態(tài)
3.4閉環(huán)懸停飛行試驗(yàn)中的測(cè)量
3.5XV—15懸停狀態(tài)下的測(cè)試數(shù)據(jù)庫(kù)
3.6XV—15巡航時(shí)的動(dòng)態(tài)特性
3.7開環(huán)巡航飛行試驗(yàn)中的測(cè)量
3.8XV—15巡航狀態(tài)下的飛行試驗(yàn)數(shù)據(jù)庫(kù)
習(xí)題
第4章CIFER軟件概述
4.1CIFER軟件的基本特征
4.2CIFER中的數(shù)據(jù)流
4.3CIFER軟件的菜單
4.4CIFER用戶界面
4.5CIFER實(shí)用程序例子
4.6CIFER同其他工具的接口
習(xí)題
第5章時(shí)間歷程數(shù)據(jù)的采集
5.1系統(tǒng)辨識(shí)中的數(shù)據(jù)需求概述（時(shí)域和頻域）
5.1.1適用的頻率范圍
5.1.2動(dòng)態(tài)耦合
5.2最優(yōu)輸入設(shè)計(jì)
5.3頻率響應(yīng)辨識(shí)方法中推薦的駕駛員輸入
5.4對(duì)試驗(yàn)儀器的要求
5.5駕駛員掃頻概述
5.6掃頻輸入信號(hào)的詳細(xì)設(shè)計(jì)
5.7飛行試驗(yàn)階段的考慮
5.8飛機(jī)本體辨識(shí)的開環(huán)和閉環(huán)試驗(yàn)
5.9駕駛員掃頻中哪些重要哪些不重要
5.10駕駛員掃頻技術(shù)中關(guān)鍵點(diǎn)歸納
5.11計(jì)算機(jī)生成掃頻
5.11.1離線仿真模型的系統(tǒng)辨識(shí)試驗(yàn)
5.11.2確定結(jié)構(gòu)響應(yīng)
5.11.3無(wú)人飛行器
5.11.4自動(dòng)掃頻試驗(yàn)中的重要事項(xiàng)
5.12利用其他類型的輸入信號(hào)進(jìn)行頻率響應(yīng)辨識(shí)
習(xí)題
第6章數(shù)據(jù)協(xié)調(diào)性和數(shù)據(jù)重構(gòu)
6.1飛行試驗(yàn)數(shù)據(jù)測(cè)量誤差的建模
6.1.1利用動(dòng)力學(xué)協(xié)調(diào)性方法消除飛行試驗(yàn)數(shù)據(jù)中的測(cè)量誤差
6.1.2基于SMACK的B0105飛行試驗(yàn)分析
6.1.3應(yīng)用SMACK進(jìn)行進(jìn)一步的數(shù)據(jù)協(xié)調(diào)性分析試驗(yàn)
6.2數(shù)據(jù)協(xié)調(diào)性和狀態(tài)重構(gòu)的簡(jiǎn)易方法
6.2.1角運(yùn)動(dòng)量的協(xié)調(diào)
6.2.2儀器系統(tǒng)特性的校正
6.2.3線運(yùn)動(dòng)參數(shù)的協(xié)調(diào)性
6.2.4錯(cuò)誤數(shù)據(jù)點(diǎn)的檢測(cè)
6.2.5控制裝置標(biāo)定
習(xí)題
第7章單輸入／單輸出系統(tǒng)頻率響應(yīng)辨識(shí)理論
7.1頻率響應(yīng)的定義
7.2建立時(shí)域信號(hào)的傅里葉變換與頻率響應(yīng)H（f）的關(guān)系
7.3解釋頻率響應(yīng)的一個(gè)簡(jiǎn)單例子
7.4一般性結(jié)論
7.5傅里葉變換和譜函數(shù)的計(jì)算
7.5.1譜函數(shù)
7.5.2譜函數(shù)辨識(shí)中的偏差和隨機(jī)誤差
7.5.3分窗法
7.5.4快速傅里葉變換和線性調(diào)頻2變換
7.6譜函數(shù)的說明
7.7頻率響應(yīng)的計(jì)算
7.7.1無(wú)輸入測(cè)量噪聲時(shí)輸出噪聲對(duì)H1（f）估計(jì)的影響
7.7.2輸入噪聲對(duì)H1（f）估計(jì)的影響
7.7.3頻率響應(yīng)計(jì)算的第二計(jì)算式
7.7.4存在非線性因素時(shí)頻率響應(yīng)的說明：描述函數(shù)
7.8相干函數(shù)
7.9頻率響應(yīng)估計(jì)中的隨機(jī)誤差
7.10窗口尺寸選擇及其折中
7.10.1標(biāo)稱窗口尺寸（Twin）的選擇
7.10.2最大窗口尺寸
7.10.3最小窗口尺寸
7.10.4結(jié)構(gòu)響應(yīng)辨識(shí)中的窗口尺寸要求
7.10.5窗口選擇上的權(quán)衡
7.11在CIFER中采用FRESPID進(jìn)行頻率響應(yīng)辨識(shí)
7.12頻率響應(yīng)辨識(shí)準(zhǔn)則的總結(jié)
7.13舉例：倒立擺
7.14應(yīng)用和例子
7.14.1時(shí)間歷程信號(hào)的譜分析
7.14.2駕駛員截止頻率的確定
7.14.3操縱品質(zhì)規(guī)范的符合性
7.14.4用數(shù)值方法提取線性模型
7.14.5飛行仿真驗(yàn)證
7.14.6穩(wěn)定裕度試驗(yàn)
7.14.7控制系統(tǒng)模型驗(yàn)證
習(xí)題
第8章反饋調(diào)節(jié)系統(tǒng)工作時(shí)的飛機(jī)本體動(dòng)態(tài)辨識(shí)
8.1閉環(huán)辨識(shí)中的限制條件
8.2偏差的量值
8.3偏差定義
8.4閉環(huán)條件下辨識(shí)結(jié)果的數(shù)字分析
8.4.1無(wú)噪聲（n=0）時(shí)閉環(huán)響應(yīng)p／δlat和飛機(jī)本體p／δa響應(yīng)的辨識(shí)
8.4.2閉環(huán)條件下噪聲對(duì)飛機(jī)本體響應(yīng)辨識(shí)的影響
8.4.3在參數(shù)辨識(shí)中確定偏差量值
8.5飛行試驗(yàn)建議
8.6不穩(wěn)定倒立擺動(dòng)態(tài)的辨識(shí)
8.7結(jié)論
習(xí)題
……
第9章多輸入辨識(shí)技術(shù)
第10章復(fù)合分窗
第11章建立傳遞函數(shù)模型
第12章狀態(tài)空間模型辨識(shí)——基本概念
第13章狀態(tài)空間辨識(shí)：物理模型結(jié)構(gòu)
第14章辨識(shí)模型的時(shí)域驗(yàn)證
笛15章耦合旋翼／機(jī)身動(dòng)態(tài)的高階建模
附錄建議準(zhǔn)則匯總
參考文獻(xiàn)
頻率響應(yīng)方法的另一個(gè)重要優(yōu)點(diǎn)就是在辨識(shí)過程中用到的頻率響應(yīng)對(duì)于非相關(guān)的過程和測(cè)量噪聲（本書7.7節(jié)）是無(wú)偏的。因此，辨識(shí)的狀態(tài)空間參數(shù)對(duì)非相關(guān)的過程和測(cè)量噪聲也將是無(wú)偏的。與輸出和方程誤差方法（時(shí)域或頻域）相比，這是獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。這兩種方法的前者忽略了過程噪聲，而后者忽略了測(cè)量噪聲。任何一種方法都可能導(dǎo)致辨識(shí)參數(shù)的偏差。在此之外，可以把噪聲特性包含在時(shí)域求解中，這就產(chǎn)生了更復(fù)雜的極大似然估計(jì)方法。在頻率響應(yīng)方法中，因?yàn)檩敵龊停蜻^程噪聲與激勵(lì)輸入是不相關(guān)的，所以頻率響應(yīng)計(jì)算未予考慮。這也消除了ML精度指標(biāo)計(jì)算（12.3.1節(jié)）中產(chǎn)生較大尺度因子的主要誘發(fā)因素。
用于狀態(tài)空間模型辨識(shí)的MIMO頻率響應(yīng)擬配過程是對(duì)第11章給出的低級(jí)等效系統(tǒng)傳遞函數(shù)模型辨識(shí)概念的直接擴(kuò)展。這樣就使MIMO辨識(shí)結(jié)果、代價(jià)函數(shù)等級(jí)和失配行為的解讀比較清楚。例如，如果在伯德圖中，對(duì)主要軸上響應(yīng)對(duì)的比較表明：辨識(shí)模型的幅值轉(zhuǎn)折點(diǎn)位置不對(duì)應(yīng)，這說明有一個(gè)主要時(shí)間常數(shù)是不正確的。當(dāng)幅值曲線與飛行數(shù)據(jù)相比偏離了一個(gè)常量時(shí)，這可能是由錯(cuò)誤的控制導(dǎo)數(shù)或不一致的單位造成。最后，高頻相位衰減中的誤差通常是由時(shí)間延遲影響或未建模的高頻動(dòng)態(tài)特性引起。在輸出誤差辨識(shí)方法中，根據(jù)輸出間歷程（時(shí)域）或傅里葉系數(shù)（頻域）來確定建模誤差要困難得多。和SISO傳遞函數(shù)模型辨識(shí)相關(guān)的直觀認(rèn)識(shí)、內(nèi)涵本質(zhì)和大量的文獻(xiàn)資料，都可以很自然地?cái)U(kuò)展到更復(fù)雜的MI—MO系統(tǒng)辨識(shí)中。
與SISO傳遞函數(shù)辨識(shí)類似，MIMO狀態(tài)空間模型辨識(shí)的代價(jià)函數(shù)是以擬配誤差形式給出，單位為dB（相位的單位是）。因此誤差反映的是幅值誤差的百分比和相位的偏移量。正如在不同的頻率響應(yīng)曲線中看到的一樣，通過使單個(gè)代價(jià)函數(shù)的平均值最小，一般都可以達(dá)到一個(gè)大致相同的擬配精度水平。當(dāng)在時(shí)域中觀察的時(shí)候，模型預(yù)測(cè)結(jié)果說明了在不同響應(yīng)之間百分比誤差的一種均衡。
對(duì)狀態(tài)空間模型辨識(shí)，頻率響應(yīng)方法的另一個(gè)主要的優(yōu)勢(shì)是能夠得到相干函數(shù)y2xy。頻率響應(yīng)誤差是根據(jù)飛行數(shù)據(jù)響應(yīng)的相干函數(shù)值進(jìn)行對(duì)應(yīng)加權(quán)Wy（式（12—20））的。這個(gè)辨識(shí)方案得到的穩(wěn)定性導(dǎo)數(shù)和控制導(dǎo)數(shù)值，能夠使模型最好地追蹤準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，并放棄一些不可靠的數(shù)據(jù)。相干性加權(quán)也是Hessian矩陣的一個(gè)重要方面，該矩陣是式（12—35）精度指標(biāo)計(jì)算的基礎(chǔ)。當(dāng)某個(gè)特定的頻率響應(yīng)或在一個(gè)有限的頻率范圍內(nèi)相干性下降時(shí)，對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)的權(quán)重W將降低，并且這個(gè)響應(yīng)的關(guān)鍵模型參數(shù)的不敏感度和Cramer—Rao邊界也會(huì)增加。換句話說，正如預(yù)料的那樣，隨著數(shù)據(jù)品質(zhì)的下降，在這個(gè)頻率范圍中相關(guān)參數(shù)計(jì)算的可靠性也隨之減小。結(jié)果就是，用頻率響應(yīng)方法計(jì)算得到的精度指標(biāo)準(zhǔn)確地反映了頻率響應(yīng)數(shù)據(jù)庫(kù)和選擇的模型結(jié)構(gòu)之間的兼容性。
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