شناسايي سيستم و تخمين پارامترهاي هواپيما در حضور نويز با استفاده از روش حداقل مربعات

Aircraft System Identification and Parameter Estimation in the Presence of Noise using Least-Square Method

شناسايي سيستم به منظور استخراج مدل ديناميكي و رياضي يك سيستم به كمك داده‌هاي آزمايش ‌به‌كار برده مي‌شود. چنانچه سيستم مورد بررسي هواپيما باشد، اين فرايند شناسايي سيستم هواپيما نام مي‌گيرد كه از آن، جهت تخمين مشتقات كنترل و پايداري هواپيما استفاده مي‌شود. روش حداقل مربعات يكي از روش‌هاي مورد استفاده در حوزه زمان و فركانس جهت تخمين پارامترهاي هواپيما است. در اين مقاله شناسايي سيستم و تخمين ضرائب آيروديناميكي هواپيماي F-16 با استفاده از روش حداقل مربعات و رويكرد خطاي معادله انجام مي‌گردد. از اين رو تمركز اصلي بر روي فرمول‌بندي مدل آيروديناميكي براي تخمين ضرائب مجهول و ناشناخته با استفاده از روش حداقل مربعات است. در اين راستا شبيه‌سازي شش درجه آزادي غيرخطي هواپيماي F-16 انجام شده و با استفاده از نتايج آن، شناسايي سيستم و تخمين تابع تبديل كانال عرضي-سمتي و سپس، تخمين ضرائب نيرو و ممان‌هاي آيروديناميكي كانال عرضي-سمتي هواپيما با استفاده از رگرسيون حداقل مربعات انجام شده و نتايج آن تحليل مي‌گردد. يافته ­هاي بدست آمده نشان مي‌دهد كه مدل‌سازي و تخمين ضرائب صورت گرفته تطابق بسيار خوبي با داده‌هاي مدل شبيه‌سازي داشته و مي‌تواند براي مطالعات بعدي از جمله اهداف كنترلي مناسب ‌باشد.

System Identification is used to derive the dynamic and mathematical model of a system using experimental data. If the case study system is an aircraft, this process is called aircraft system identification, which is used to estimate the stability and control derivatives of the aircraft. The least squares method is one of the methods used in the field of time and frequency to estimate the parameters of the aircraft. In this paper, system identification and estimation of F-16 aerodynamic coefficients are performed using the least squares method and the equation error approach. Hence the main focus is on the formulation of the aerodynamic model for estimating unknown coefficients using the least squares method. In this regard, nonlinear 6-DOF of the F-16 aircraft was simulated and using its results, system identification and estimation of transfer function, force coefficients and aerodynamic moments of the aircraft lateral-directional channel using regression of least squares and the results are analyzed. The results show that the modeling and estimation of the coefficients is compatible with the experimental data and can be suitable for further studies, including control objectives.