[發明專利]一種適用于大溫變環境的彈性振動自適應濾波方法

在審

• 申請號: 202110022543.3
• 申請日: 2021-01-08
• 公開（公告）號: CN112613195A
• 公開（公告）日: 2021-04-06
• 發明（設計）人: 奚勇;葉賽仙;仲科偉;陳光山;鄭子元;蔣虎超;陳亮
• 申請（專利權）人: 上海航天控制技術研究所
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06F119/08
• 代理公司: 上海航天局專利中心 31107
• 代理人: 圣冬冬

本發明公開了一種適用于大溫變環境的彈性振動自適應濾波方法，在飛行器飛行過程中，實時測量或估計溫度信息，并根據溫度信息估計彈性模態頻率，自適應調整濾波器中心頻率。本發明要解決的技術問題是飛行器在飛行過程中，受到較大氣動加熱時，如何保證飛行器濾波效果。本發明通過自動駕駛儀濾波器參數隨測量或估計的溫度信息自適應調整，使濾波器適應氣動加熱下的模態頻率變化，保證濾波效果滿足要求。本發明的有益效果是：通過自適應調整濾波器，使濾波器中心頻率與大溫變環境下的模態頻率相匹配，避免由氣動加熱導致模態頻率變化后，引起的濾波效果下降問題。

技術領域

本發明屬于飛行器彈性振動抑制領域，特別涉及一種適用于大溫變環境的彈性振動自適應濾波方法。

背景技術

濾波器是飛行器自動駕駛儀的重要組成部分，其作用是抑制彈性體振動和高頻噪聲等，為自動駕駛儀所屬分系統和單機提供良好的工作環境，保證系統可靠運行。

隨著空天技術的快速進步，飛行器朝著速度高，空域廣，飛行時間長的方向發展。飛行器在高速飛行過程中，結構表面受到氣動加熱使溫度升高，產生力熱耦合問題，導致飛行器模態頻率發生變化。

目前在工程上，根據地面模態試驗確定濾波器參數，忽略溫度對模態的影響，設計一個固定中心頻率的陷波濾波器。在飛行過程中，氣動加熱造成的溫度變化，使模態頻率偏離濾波器中心頻率設計值，導致濾波效果大幅下降，無法有效抑制彈性振動。

發明內容

本發明要解決的技術問題是飛行器在飛行過程中，受到較大氣動加熱時，如何保證飛行器濾波效果。

本發明的目的在于提供一種適用于大溫變環境的彈性振動自適應濾波方法，通過自動駕駛儀濾波器參數隨測量或估計的溫度信息自適應調整，使濾波器適應氣動加熱下的模態頻率變化，保證濾波效果滿足要求。

為了達到上述的目的，本發明提供一種適用于大溫變環境的彈性振動自適應濾波方法，在飛行器飛行過程中，實時測量或估計溫度信息，并根據溫度信息估計彈性模態頻率，自適應調整濾波器中心頻率。

上述一種適用于大溫變環境的彈性振動自適應濾波方法，其中，所述實時測量溫度信息的方法：利用飛行器上安裝的溫度傳感器測量溫度信息。

上述一種適用于大溫變環境的彈性振動自適應濾波方法，其中，所述實時估計溫度信息的方法：利用溫度隨飛行器高度、速度和飛行時間變化的規律，得到溫度的估計公式，通過捷聯解算系統提供的飛行器高度、速度、飛行時間信息，實時估計飛行器溫度信息。

上述一種適用于大溫變環境的彈性振動自適應濾波方法，其中，所述溫度的估計公式為：

Tem＝a₀·H+a₁·Vm+a₂·t

式中，Tem為飛行器的溫度，H、Vm、t分別為飛行器高度、速度和飛行時間，a₀、a₁、a₂是估計溫度用到的系數，利用溫度隨飛行器高度、速度和飛行時間變化的規律擬合得到。

上述一種適用于大溫變環境的彈性振動自適應濾波方法，其中，所述根據溫度信息估計彈性模態頻率的方法：通過熱模態仿真分析或熱模態試驗結果得到溫度和模態頻率的關系式，根據溫度實時估計模態頻率。

上述一種適用于大溫變環境的彈性振動自適應濾波方法，其中，所述根據溫度實時估計模態頻率，公式為：

w_n＝b₀·Tem+b₁

式中，w_n是估計模態頻率，單位rad/s，Tem為飛行器的溫度，b₀、b₁是計算模態頻率用到的系數，根據熱模態仿真分析或熱模態試驗結果得到。