基于参数化动态模态分解的高柔性飞机数据驱动降阶气动弹性建模
系统与控制
2023-07-27 v1 系统与控制
摘要
本文提出一种数据驱动的参数化动态模态分解（p-DMD）方法，用于推导高柔性飞机非线性气动弹性的线性变参数降阶模型（LPV-ROM）。该方法直接利用在不同飞行条件下获得的数据快照，并将非线性模型对飞行条件多项式依赖关系的物理理解编码进去，从而生成多项式依赖的 LPV-ROM。因此，该方法不仅能处理平衡飞行条件，也能处理连续变化飞行条件的情况。在数值研究中，首先以固定攻角作为调度参数，研究了一个高柔性悬臂机翼及其基础上构建的细长飞行器。通过对比传统的基于线性化的参数化建模与数据驱动的 p-DMD 建模来验证建模精度。结果表明，当前 p-DMD 建模方法能够在时域和频域上捕捉高柔性飞机的气动弹性和飞行动力响应。此外，将所提 p-DMD 方法应用于以变化攻角作为调度参数的扰动纵向飞行中的高柔性飞机。将非线性气动弹性和飞行动力数据与数据驱动 p-DMD 模型的仿真结果进行比较，对比结果表明该方法能准确捕捉此类细长飞行器的非平衡（或瞬态）气动弹性和飞行动力行为。
引用
@article{arxiv.2307.13960,
title = {Data-Driven Reduced-Order Aeroelastic Modeling of Highly Flexible Aircraft by Parametric Dynamic Mode Decomposition},
author = {Tianyi He and Weihua Su},
journal= {arXiv preprint arXiv:2307.13960},
year = {2023}
}