● 摘要
飞机气动参数辨识作为一种重要的气动设计方法，与流体力学计算和缩比模型的风洞试验共同建立准确的飞机飞行动力学模型，对现代民机的设计和飞行模拟机的数据包开发具有重要的理论和现实意义。论文针对电控和电传两类民机，围绕飞机气动参数辨识中的四项技术环节以及参数辨识在飞行模拟机气动建模中的具体应用开展研究，其主要内容有：
1）系统地对比了电控和电传民机在气动布局、飞控系统方面的特点和差异，初步分析了两类民机对外部激励信号的影响差异，提出了两类民机在气动参数辨识中的激励信号设计问题。
2）针对两类民机，研究了飞机纵向气动参数辨识中的四项技术环节。提出了一种基于信号能量分布分析的激励信号类型选取方法和基于幅频响应分析的激励信号参数设计方法；在对比分析的基础上，建议以全量辨识模型作为纵向辨识模型，并提出了襟/缝翼气动特性影响的计算思路和方法；对比研究了最小二乘和极大似然两种辨识方法在无噪和有噪两种情况下的辨识效果，建议以极大似然法作为参数辨识准则，以修正牛顿—拉夫逊作为优化算法，以风洞试验数据作为待辨识参数初值；提出气动参数对比、模态特征对比和模型仿真对比三种辨识结果检验方法，并参考CCAR60《飞行模拟设备的鉴定和使用规则》中的客观测试要求，具体给出了模型仿真检验中的测试科目和对比参数。
3）针对两类民机，研究了飞机横航向气动参数辨识中的四项技术环节。提出了一种基于信号能量分布分析的激励信号类型选取方法和基于幅频响应分析的激励信号参数设计方法，并据此给出了利用横航向辨识法计算飞机荷兰滚模态特性参数的方法；在对比分析的基础上，建议以全量辨识模型作为横航向辨识模型；提出了以极大似然法作为参数辨识准则，以修正牛顿—拉夫逊作为优化算法，以风洞试验数据作为待辨识参数初值；提出气动参数对比、模态特征对比和模型仿真对比三种辨识结果检验方法，并参考CCAR60客观测试要求，具体给出了模型仿真检验中的测试科目和对比参数。
4）对基于系统辨识的模拟机气动建/验模技术进行了较为全面的分析和研究，建立了利用飞机气动参数辨识技术进行模拟机气动建/验模的流程和方法。提出了根据模拟机气动建/验模的要求，通过判别飞机的基准飞行状态和试飞操纵信号，对飞机的试飞数据进行有效性选取；对选取的飞机试飞数据，先后完成了野值的识别剔除与补正、低通数字滤波与平滑等数据预处理工作；参考IATA关于模拟机的规范要求，在对模拟机原有气动模型结构分析的基础上确定辨识修正项，将辨识所得的气动数据以一定形式填充到气动模型中并完成参数的校准；根据CCAR60客观测试要求，正确加载试飞数据中的舵偏数据，完成模拟机气动模型的仿真验证。
通过上述研究内容，初步建立和完善了针对电控和电传民机的飞机气动参数辨识方法，提出了利用飞机气动参数辨识技术进行模拟机气动建/验模的工作流程。研究算例结果表明，该参数辨识方法具有较高的精准度，其建立的模拟机气动模型能够较准确地表征飞机的真实气动特性。研究成果对于该两类民机的设计、飞行模拟机的气动数据包开发等具有重要的理论意义和工程价值。