【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及飞行载荷反演，特别是涉及一种基于应变测量的飞行载荷反演方法、系统及电子设备。
技术介绍
1、目前世界各国都面临着飞机机队老龄化问题。老龄化对飞机飞行安全造成重大威胁的最主要原因是结构疲劳问题，它影响着军用飞机的作战能力和民航飞机的运行安全。随着工程实践的发展，飞机结构安全性保障理念也在阶段性演变。由于飞机服役过程中载荷复杂多变，承受的载荷历史与设计阶段的设计载荷谱存在差异，为了准确感知单机结构损伤和健康状态，对飞机未来损伤状态的演化进行准确预测，目前主要开展了基于飞机结构数字孪生的航空结构疲劳寿命追踪方法。
2、基于数字孪生的飞机疲劳寿命跟踪是一项系统性工作，包括载荷与使用情况监控、降阶与代理高效建模、数据融合与多保真建模，以及结构损伤诊断和剩余寿命预测等方面。在飞行过程中，飞机持续受到气动载荷的作用，导致结构发生变形，可能引发结构损伤。为了估计飞机疲劳寿命的消耗，必须获取飞机运行中的实际载荷谱和结构变形场，这是实现基于数字孪生的结构疲劳寿命追踪的关键步骤。
3、目前从飞机上获取载荷数据的方法可以分为三种：数据驱动的飞参-载荷预测、基于飞行参数的仿真预测方法以及基于应变测量的载荷反演。数据驱动的飞参-载荷预测的载荷获取方法主要是记录飞行参数的时间历程，根据飞行参数与结构载荷之间的相关性，通过飞行参数预测影响结构关键部位的载荷。这种方法目前得到了广泛的应用，其优点在于飞行参数记录系统可靠性高，使用时间长，传感器加装、改装成本较小。基于飞行参数的仿真预测方法是利用飞行参数记录数据，结合飞行力学、
4、基于应变测量的载荷反演方法是通过在结构上布置传感器，直接测量结构的应力应变信息，得到关键部位的载荷时变信息。使用载荷反演算法得到结构全场或关注区域的载荷分布。基于应变测量的载荷反演方法可以实时获取测量应变，并根据反演算法得到具有较高时间分辨率的全场或关注区域的载荷数据。但目前的方法中反演载荷为假设的基函数，无法反映结构表面承受的气动载荷分布，可能会使全场的响应分布存在偏差。为了更准确地描述反演的结构外载荷，取得更好的预测精度，急需一种能够更为精确、高效的结构载荷反演方法。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种基于应变测量的飞行载荷反演方法、系统及电子设备，提高了飞行载荷反演的精度和效率。
2、为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
3、一种基于应变测量的飞行载荷反演方法，包括：
4、获取目标飞机的应变测量值；所述目标飞机是待进行飞行载荷反演的飞机；
5、将所述目标飞机的应变测量值输入至载荷反演代理模型中，得到所述目标飞机的载荷分布预测值的低维表示；所述载荷反演代理模型是关于应变和载荷分布的函数；
6、将所述目标飞机的载荷分布预测值的低维表示输入至变形预测代理模型中，得到所述目标飞机的变形场预测值；所述变形预测代理模型是关于载荷分布和变形场的函数。
7、可选地，所述目标飞机的应变测量值利用设置在所述目标飞机上的fbg传感器采集得到。
8、可选地，所述载荷反演代理模型的构建过程，包括：
9、构建仿真数据库；所述数据库包括多组不同飞行参数下的数据组，所述数据组包括：载荷分布数据、变形场数据和应变虚拟值；
10、利用主成分分析法，分别对各所述载荷分布数据进行降维处理，得到对应的载荷分布数据的低维表示；
11、基于各应变虚拟值和对应的载荷分布数据的低维表示，结合温度估算和补偿策略，构建所述载荷反演代理模型。
12、可选地，所述变形预测代理模型的构建过程，包括：
13、利用主成分分析法，分别对各所述变形场数据进行降维处理，得到对应变形场数据的低维表示；
14、基于各载荷分布数据的低维表示和对应的变形场数据的低维表示，构建所述变形预测代理模型。
15、可选地，所述载荷反演代理模型为：
16、
17、其中，为载荷分布；αtot为标定矩阵；为标定矩阵的转置；为应变；αlε,0为第一偏差向量。
18、可选地，所述变形预测代理模型为：
19、f＝αlflrd+αlf,0；
20、其中，f为变形场；αlf为比例系数；lrd为载荷分布的低维表示；αlf,0为第二偏差向量。
21、一种基于应变测量的飞行载荷反演系统，包括：
22、应变采集模块，用于获取目标飞机的应变测量值；所述目标飞机是待进行飞行载荷反演的飞机；
23、载荷反演模块，用于将所述目标飞机的应变测量值输入至载荷反演代理模型中，得到所述目标飞机的载荷分布预测值的低维表示；所述载荷反演代理模型是关于应变和载荷分布的函数；
24、变形预测模块，用于将所述目标飞机的载荷分布预测值的低维表示输入至变形预测代理模型中，得到所述目标飞机的变形场预测值；所述变形预测代理模型是关于载荷分布和变形场的函数。
25、一种电子设备，包括存储器及处理器，所述存储器用于存储计算机程序，所述处理器运行所述计算机程序以使所述电子设备执行上述所述的基于应变测量的飞行载荷反演方法。
26、可选地，所述存储器为可读存储介质。
27、根据本专利技术提供的具体实施例，本专利技术公开了以下技术效果：
28、本专利技术公开了一种基于应变测量的飞行载荷反演方法、系统及电子设备，首先，获取目标飞机的应变测量值；然后，将目标飞机的应变测量值输入至载荷反演代理模型中，得到目标飞机的载荷分布预测值的低维表示；最后，将目标飞机的载荷分布预测值的低维表示输入至变形预测代理模型中，得到目标飞机的变形场预测值。本专利技术根据载荷分布与结构的响应具有相关性，通过应变测量结果反推结构所承受的外载荷，建立载荷与结构任意位置应变的预测关系，从而估算出完整的变形场，使用降维的载荷分布作为载荷基函数，采取考虑热应变的温度补偿策略，平衡了高保真度与计算成本，可以更准确地描述反演的结构载荷分别，并取得更好的预测精度，且该专利技术可推广应用至非线性大变形结构。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种基于应变测量的飞行载荷反演方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的基于应变测量的飞行载荷反演方法，其特征在于，所述目标飞机的应变测量值利用设置在所述目标飞机上的FBG传感器采集得到。
3.根据权利要求1所述的基于应变测量的飞行载荷反演方法，其特征在于，所述载荷反演代理模型的构建过程，包括：
4.根据权利要求3所述的基于应变测量的飞行载荷反演方法，其特征在于，所述变形预测代理模型的构建过程，包括：
5.根据权利要求3所述的基于应变测量的飞行载荷反演方法，其特征在于，所述载荷反演代理模型为：
6.根据权利要求4所述的基于应变测量的飞行载荷反演方法，其特征在于，所述变形预测代理模型为：
7.一种基于应变测量的飞行载荷反演系统，其特征在于，所述系统包括：
8.一种电子设备，其特征在于，包括存储器及处理器，所述存储器用于存储计算机程序，所述处理器运行所述计算机程序以使所述电子设备执行权利要求1至6中任一项所述的基于应变测量的飞行载荷反演方法。
9.根据权利要求8所述的一
...【技术特征摘要】
1.一种基于应变测量的飞行载荷反演方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的基于应变测量的飞行载荷反演方法，其特征在于，所述目标飞机的应变测量值利用设置在所述目标飞机上的fbg传感器采集得到。
3.根据权利要求1所述的基于应变测量的飞行载荷反演方法，其特征在于，所述载荷反演代理模型的构建过程，包括：
4.根据权利要求3所述的基于应变测量的飞行载荷反演方法，其特征在于，所述变形预测代理模型的构建过程，包括：
5.根据权利要求3所述的基于应变测量的飞行载荷反...
【专利技术属性】
技术研发人员：董雷霆，周轩，王子一，王克鸿，
申请(专利权)人：天目山实验室，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。