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Parameters estimation methodology for the nonlinear rolling motion of finned cylindrical body

机译：翅片圆柱体非线性滚动运动的参数估计方法

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Identification of nonlinear roll dynamics of finned cylindrical bodies is a critical step when assessing free motion stability and trajectories of aerially dispensed munitions or decoys. In this paper the authors present a parameter estimation process that focuses on identifying nonlinear aerodynamic models that characterize the roll dynamics of a cylindrical body with wrap around fins using data from a series of dynamic wind tunnel tests. This is a three step approach that combines ordinary least squares, stepwise regression and the augmented output-error method, and it is initially tested using simulation data corrupted by white Gaussian noise and then applied to the wind tunnel data. Roll and roll rate dynamics were captured through a series of high angle of attack free-to-roll tests carried out at an airspeed of 35 m/s corresponding to a Reynolds number of 800,000. The results and discussion in this paper demonstrate how simulation can be used to develop and mature a system identification routine followed by its assessment through wind tunnel test data. It is shown that high order nonlinear models with up to 14 terms can be parameterized to provide high levels of agreement with roll and roll rate dynamics observed in the dynamic wind tunnel tests. (C) 2018 Elsevier Masson SAS. All rights reserved.
机译：当评估自由分配的弹药或诱饵的自由运动稳定性和轨迹时，确定翅片圆柱体的非线性侧倾动力学是至关重要的一步。在本文中，作者提出了一个参数估计过程，该过程着重于使用一系列动态风洞测试数据确定非线性空气动力学模型，这些模型表征了绕翅片的圆柱体的滚动动力学特性。这是一个三步方法，将普通的最小二乘，逐步回归和增强的输出误差方法结合在一起，最初使用被白高斯噪声破坏的模拟数据进行测试，然后将其应用于风洞数据。通过以35 m / s的空速（对应于雷诺数800,000）进行的一系列高攻角免翻滚测试来捕获侧倾和侧倾速率动力学。本文的结果和讨论说明了如何使用仿真来开发和完善系统识别例程，然后通过风洞测试数据对其进行评估。结果表明，可以对多达14个项的高阶非线性模型进行参数化，以提供与动态风洞测试中观察到的侧倾和侧倾速率动力学的高度一致性。 （C）2018 Elsevier Masson SAS。版权所有。

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