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基于鲁棒颤振分析的飞行颤振试验

员海玮  韩景龙  
【摘要】:本文对基于鲁棒颤振分析飞行颤振试验进行了介绍和讨论。首先介绍了鲁棒颤振分析的基本理论和特点。鲁棒颤振分析能够考虑气动弹性系统的各种形式和来源的不确定性,该方法不是分析一个确定性的系统,而是分析由不确定性所定义的一个系统集合,得到最劣和最优情况下的颤振边界,即鲁棒颤振边界。基于该方法的飞行颤振试验能够在远离颤振边界的飞行条件下进行,通过采集飞行试验数据,进行模型确认,从而计算鲁棒颤振裕度,极大地降低了飞行试验的风险性。介绍了时间域和频率域两种不同的分析方法,并对两种方法的特点进行了评价。其次讨论了在模型确认和试验数据处理方面的工作。通过对试验数据进行小波处理,能够有效地降低信号的噪声,提高预测的可信度。基于 Volterra 方程建模方法能够提取信号的线性部分,降低了由数据误差带来的结果的保守性,同时基于 Block—Oriented 技术的非线性建模方法,成为处理非线性气动弹性系统鲁棒稳定性的有效手段。国内对鲁棒颤振分析的研究已经展开。使用μ方法对伺服气动弹性系统进行了鲁棒稳定性分析;考虑了物理参数的不确定性的静气动弹性鲁棒稳定性和性能分析。我们针对飞行颤振试验中的定马赫数方法,发展了以高度作为摄动变量的鲁棒颤振分析方法。集成了信号处理、模型确认和在线鲁棒颤振边界预测等功能的颤振仪,己完成虚拟仪器的研制。对具有结构和气动非线性的二元机翼,进行了非线性鲁棒颤振分析。

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