[發明專利]飛行器顫振分析網格模型拉蓋爾建模方法

有效

• 申請號: 201810172960.4
• 申請日: 2018-03-02
• 公開（公告）號: CN108303897B
• 公開（公告）日: 2020-12-29
• 發明（設計）人: 史忠科
• 申請（專利權）人: 西安費斯達自動化工程有限公司
• 主分類號: G05B13/04
• 分類號: G05B13/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種飛行器顫振分析網格模型拉蓋爾建模方法，其特征包括以下步驟：

步驟1：以飛行器機體軸系分析復雜顫振模型，在機體軸系選取個網格點，坐標為:,振動時第個網格點坐標為時間和其它兩軸位置的函數，為了便于表達第個網格點在軸的振動分量，以為例，下標為網格點標號，下標第二個字母分別表示振動在機體軸系的三個軸分量；為了簡化問題，考慮第個網格點在軸方向振動時，考慮第個網格點在軸方向振動時，，，考慮第個網格點在軸方向振動時，；為了便于書寫，將、和簡寫為、和；

在網格點鄰域內建立的近似模型為：

式中，為在機體軸系坐標網格點的鄰域內軸向振動函數，、為軸向振動方程的結構系數函數，分別為在機體軸系坐標網格點處軸向振動時對應于的變化值；為在機體軸系坐標網格點的鄰域內軸向振動函數，、為軸向振動方程的結構系數函數，分別為在機體軸系坐標網格點處軸向振動時對應于的變化值；為在機體軸系坐標網格點的鄰域內軸向振動函數，、為軸向振動方程的結構系數函數，分別為在機體軸系坐標網格點處軸向振動時對應于的變化值；為在網格點的等效激勵函數，為時間；為參數向量，表示網格點的溫度，為飛行高度，為馬赫數，為網格點的氣流環境影響，為大氣密度；

步驟2：對應步驟1的機體軸系網格點，安裝微型溫度傳感器，、、三個軸向的氣流和位置以及振動傳感器，在機翼上下方和所有舵面兩邊安裝微型、、三個軸向的氣流和位置以及振動傳感器，同時在機身加裝大于1000幀/秒的圖像傳感器記錄觀測機翼翼尖、所有舵面的振動幅值和頻率；飛機機載傳感器記錄時間、飛行高度、馬赫數，大氣密度；

步驟3：將飛行器到達給定高度和馬赫數后顫振試驗的過程表達成有效顫振飛行試驗，有效顫振飛行試驗數據采樣時間為， 為正整數， 為記錄數據的采樣周期，為有效顫振飛行試驗的總采樣次數；通過顫振飛行試驗獲得機體軸系網格點，在采樣時間時刻的測量值、、和測量值；

步驟4：根據機體軸系坐標網格點，安裝微型、、軸向氣流傳感器，在機翼上下方和所有舵面兩邊安裝微型、、軸向氣流傳感器，確定時刻機體軸系的激勵函數；

對、、分別采用給定函數逼近，得到：

且關于連續可導，關于連續可導，關于連續可導；這樣，可得：

以及;

步驟5： 令：

以及

可將（1）式描述成：

(2)

令、、，

式中：

，，，對應的拉蓋爾展開系數；

、、為對應于的拉蓋爾展開的階次；

為階拉蓋爾正交多項式的遞推形式，可得

式中，

令

，

式中：

、、、，，、、、，，、、、，，為對應的拉蓋爾系數，

可得

或寫成

(3)

以(3)式第一項為例，對

兩邊求偏導數，可得

根據步驟3和步驟4得到的、、和，和的測試值，可得：

(4)

式中，

進而可得：，帶入

可以按照下式及最小二乘估計得出

(5)。