[發(fā)明專利]一種突風(fēng)響應(yīng)地面模擬試驗(yàn)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811286428.1
• 申請(qǐng)日: 2018-10-31
• 公開（公告）號(hào): CN109738144B
• 公開（公告）日: 2021-05-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 宋巧治;李曉東;崔盼禮
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)飛機(jī)強(qiáng)度研究所
• 主分類號(hào): G01M7/02
• 分類號(hào): G01M7/02;B64F5/60
• 代理公司: 中國(guó)航空專利中心 11008
• 代理人: 杜永保

1.一種突風(fēng)響應(yīng)地面模擬試驗(yàn)方法，其特征在于，通過在待測(cè)試結(jié)構(gòu)上布置傳感器以測(cè)試待測(cè)試結(jié)構(gòu)的響應(yīng)信號(hào)，利用待測(cè)試結(jié)構(gòu)的響應(yīng)信號(hào)通過氣動(dòng)力重構(gòu)模塊計(jì)算結(jié)構(gòu)振動(dòng)引起的非定常氣動(dòng)力，引入突風(fēng)激勵(lì)模型，將突風(fēng)激勵(lì)與振動(dòng)引起的非定常氣動(dòng)力疊加，通過激振器施加在待測(cè)試結(jié)構(gòu)上，為保證氣動(dòng)力的準(zhǔn)確加載，對(duì)激振器的輸出力進(jìn)行閉環(huán)控制，通過給定試驗(yàn)的測(cè)試條件，記錄結(jié)構(gòu)的位移響應(yīng)信號(hào)即為突風(fēng)激勵(lì)下的響應(yīng)；

包括如下步驟：

步驟1：針對(duì)待測(cè)試結(jié)構(gòu)，利用有限元方法進(jìn)行突風(fēng)響應(yīng)分析，獲得給定飛行狀態(tài)和激勵(lì)下的突風(fēng)響應(yīng)的分析結(jié)果；

步驟2：將步驟1的結(jié)果作為優(yōu)化的目標(biāo)函數(shù)，優(yōu)化變量為激振器和傳感器的位置和數(shù)量，采用遺傳算法進(jìn)行優(yōu)化，獲得最優(yōu)的激振器和傳感器的布置方案；

步驟3：利用步驟2獲得的激振器和傳感器的布置方案，對(duì)力插值和響應(yīng)插值矩陣進(jìn)行降階處理，將非定常氣動(dòng)力影響系數(shù)矩陣前乘響應(yīng)插值矩陣后乘力插值矩陣，獲得降階后氣動(dòng)力的頻域模型；

步驟4：利用最小狀態(tài)法將步驟3獲得的頻域模型擬合到時(shí)域中，獲得氣動(dòng)力的時(shí)域模型；

步驟5：按照步驟2獲得的激振器和傳感器布置方案進(jìn)行安裝，對(duì)各子系統(tǒng)進(jìn)行聯(lián)接；各子系統(tǒng)包括：半實(shí)物仿真系統(tǒng)、功率放大器、激振器、力傳感器、待測(cè)試結(jié)構(gòu)，通過半實(shí)物仿真系統(tǒng)中的信號(hào)源產(chǎn)生電壓信號(hào)，利用該電壓信號(hào)驅(qū)動(dòng)功率放大器進(jìn)行功率放大，驅(qū)動(dòng)激振器給待測(cè)試結(jié)構(gòu)施加激勵(lì)，利用布置在激振器和待測(cè)試結(jié)構(gòu)之間的力傳感器記錄激勵(lì)力的幅值，利用數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)采集信號(hào)源信號(hào)和激勵(lì)力信號(hào)用于模型辨識(shí)和控制器設(shè)計(jì)；

步驟6：通過半實(shí)物仿真系統(tǒng)(2)給功率放大器施加激勵(lì)信號(hào)，測(cè)試激振器作用在待測(cè)試結(jié)構(gòu)上的響應(yīng)，并設(shè)計(jì)控制器；

步驟7：在氣動(dòng)力重構(gòu)模塊中設(shè)置待測(cè)試結(jié)構(gòu)的飛行狀態(tài)，將模型下載至半實(shí)物仿真系統(tǒng)并進(jìn)行試驗(yàn)，記錄待測(cè)試結(jié)構(gòu)(1)的位移響應(yīng)信號(hào)，與分析結(jié)果進(jìn)行對(duì)比。

2.如權(quán)利要求1所述的一種突風(fēng)響應(yīng)地面模擬試驗(yàn)方法，其特征在于，所述傳感器采用加速度和位移傳感器，速度信號(hào)通過加速度積分或位移微分間接得到。

3.如權(quán)利要求1所述的一種突風(fēng)響應(yīng)地面模擬試驗(yàn)方法，其特征在于，步驟7中飛行狀態(tài)包括高度、馬赫數(shù)。