一种飞机地面颤振模拟试验颤振速度追踪方法及其装置制造方法及图纸

本申请属于飞机地面颤振模拟试验技术领域，具体涉及一种飞机地面颤振模拟试验颤振速度追踪方法及其装置，包括：以传感器测量飞机结构的振动响应信号；基于振动响应信号，得到阶跃式振动幅值响应信号；对阶跃式振动幅值响应信号进行平滑处理，得到连续变化振动幅值响应信号；基于连续变化振动幅值响应信号，计算振动幅值响应变化趋势参数；参考振动幅值响应变化趋势参数，得到等效风速变化量；基于等效风速变化量，计算等效气动力变化量；基于等效气动力变化量，控制激励器输出的变化，对飞机结构施加等效气动力。结构施加等效气动力。结构施加等效气动力。

【技术实现步骤摘要】
一种飞机地面颤振模拟试验颤振速度追踪方法及其装置


[0001]本申请属于飞机地面颤振模拟试验
，具体涉及一种飞机地面颤振模拟试验颤振速度追踪方法及其装置。

技术介绍

[0002]飞机地面颤振模拟试验是以飞机结构作为试验对象的半物理仿真验证技术，试验中利用传感器测量飞机结构的振动响应信号，其后将振动响应信号代入非定常气动力降阶模型得到飞机结构的等效气动力，再以激振器将等效气动力实时加载到飞机结构上，模拟相应风速下的气动力，通过观测飞机结构的振动响应，得到颤振临界速度。
[0003]当前，飞机地面颤振模拟试验中，以人工不断调整激振器的控制参数，模拟不同风速下的气动力，重复试验观测飞机结构的振动响应，最终确定出飞机结构的颤振临界速度，但对于具有时变特性的地面颤振试验而言，被测飞机结构的颤振临界速度也具有时变特性，以人工不断调整激振器的控制参数，模拟不同风速下的气动力，重复试验观测飞机结构的振动响应，难以有效的得到飞机结构的颤振临界速度。
[0004]鉴于上述技术缺陷的存在提出本申请。
[0005]需注意的是，以上
技术介绍
内容的公开仅用于辅助理解本专利技术的专利技术构思及技术方案，其并不必然属于本申请的现有技术，在没有明确的证据表明上述内容在本申请的申请日已经公开的情况下，上述
技术介绍
不应当用于评价本申请的新颖性和创造性。

技术实现思路

[0006]本申请的目的是提供一种飞机地面颤振模拟试验颤振速度追踪方法及其装置，以克服或减轻已知存在的至少一方面的技术缺陷。
[0007]本申请的技术方案是：
[0008]一方面提供一种飞机地面颤振模拟试验颤振速度追踪方法，包括：
[0009]以传感器测量飞机结构的振动响应信号；
[0010]基于振动响应信号，得到阶跃式振动幅值响应信号；
[0011]对阶跃式振动幅值响应信号进行平滑处理，得到连续变化振动幅值响应信号；
[0012]基于连续变化振动幅值响应信号，计算振动幅值响应变化趋势参数；
[0013]参考振动幅值响应变化趋势参数，得到等效风速变化量；
[0014]基于等效风速变化量，计算等效气动力变化量；
[0015]基于等效气动力变化量，控制激励器输出的变化，对飞机结构施加等效气动力。
[0016]根据本申请的至少一个实施例，上述的飞机地面颤振模拟试验颤振速度追踪方法中，基于振动响应信号，得到阶跃式振动幅值响应信号中，若第n个采样时间对应的振动响应信号为阶跃式振动幅值响应信号，则有：
[0017][0018]其中，
[0019]ω为振动响应信号的频率；
[0020]为第n+1个采样时间；
[0021]为第n
‑
1个采样时间。
[0022]根据本申请的至少一个实施例，上述的飞机地面颤振模拟试验颤振速度追踪方法中，对阶跃式振动幅值响应信号进行平滑处理，得到连续变化振动幅值响应信号，具体为：
[0023][0024]其中，
[0025]为t时刻对应的连续变化振动幅值响应信号；
[0026]A(t)为t时刻对应的阶跃式振动幅值响应信号；
[0027]ΔT为观测时间长度。
[0028]根据本申请的至少一个实施例，上述的飞机地面颤振模拟试验颤振速度追踪方法中，基于连续变化振动幅值响应信号，计算振动幅值响应变化趋势参数，具体为：
[0029][0030]其中，
[0031]λ(t)为t时刻对应的振动幅值响应变化趋势参数；
[0032]为t
‑
Δt时刻对应的连续变化振动幅值响应信号。
[0033]根据本申请的至少一个实施例，上述的飞机地面颤振模拟试验颤振速度追踪方法中，参考振动幅值响应变化趋势参数，得到等效风速变化量，具体为：
[0034][0035]其中：
[0036]ΔV(t)为等效风速变化量；
[0037]K
p
为PID控制比例变化参数；
[0038]K
i
为PID控制积分变化参数；
[0039]K
d
为PID控制微分变化参数。
[0040]根据本申请的至少一个实施例，上述的飞机地面颤振模拟试验颤振速度追踪方法中，
[0041]K
d
＝K
p
τ；
[0042]其中，
[0043]T
i
为PID控制积分变化计算参数；
[0044]τ为PID控制微分变化计算参数。
[0045]另一方面提供一种飞机地面颤振模拟试验颤振速度追踪装置，包括：
[0046]传感器，测量飞机结构的振动响应信号；
[0047]幅值信号处理模块，基于振动响应信号，得到阶跃式振动幅值响应信号；对阶跃式振动幅值响应信号进行平滑处理，得到连续变化振动幅值响应信号；
[0048]控制信号构建模块，基于连续变化振动幅值响应信号，计算振动幅值响应变化趋势参数；
[0049]PID控制器，参考振动幅值响应变化趋势参数，得到等效风速变化量；
[0050]激励器控制模块，基于等效风速变化量，计算等效气动力变化量；基于等效气动力变化量，控制激励器输出的变化，对飞机结构施加等效气动力。
[0051]根据本申请的至少一个实施例，上述的飞机地面颤振模拟试验颤振速度追踪装置中，幅值信号处理模块中，基于振动响应信号，得到阶跃式振动幅值响应信号中，若第n个采样时间对应的振动响应信号为阶跃式振动幅值响应信号，则有：
[0052][0053]其中，
[0054]ω为振动响应信号的频率；
[0055]为第n+1个采样时间；
[0056]为第n
‑
1个采样时间；
[0057]幅值信号处理模块中，对阶跃式振动幅值响应信号进行平滑处理，得到连续变化振动幅值响应信号，具体为：
[0058][0059]其中，
[0060]为t时刻对应的连续变化振动幅值响应信号；
[0061]A(t)为t时刻对应的阶跃式振动幅值响应信号；
[0062]ΔT为观测时间长度；
[0063]根据本申请的至少一个实施例，上述的飞机地面颤振模拟试验颤振速度追踪装置中，控制信号构建模块中，基于连续变化振动幅值响应信号，计算振动幅值响应变化趋势参数，具体为：
[0064][0065]其中，
[0066]λ(t)为t时刻对应的振动幅值响应变化趋势参数；
[0067]为t
‑
Δt时刻对应的连续变化振动幅值响应信号。
[0068]根据本申请的至少一个实施例，上述的飞机地面颤振模拟试验颤振速度追踪装置中，PID控制器中，参考振动幅值响应变化趋势参数，得到等效风速变化量，具体为：
[0069][0070]其中：
[0071]ΔV(t)为等效风速变化量；
[0072]K
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种飞机地面颤振模拟试验颤振速度追踪方法，其特征在于，包括：以传感器测量飞机结构的振动响应信号；基于振动响应信号，得到阶跃式振动幅值响应信号；对阶跃式振动幅值响应信号进行平滑处理，得到连续变化振动幅值响应信号；基于连续变化振动幅值响应信号，计算振动幅值响应变化趋势参数；参考振动幅值响应变化趋势参数，得到等效风速变化量；基于等效风速变化量，计算等效气动力变化量；基于等效气动力变化量，控制激励器输出的变化，对飞机结构施加等效气动力。2.根据权利要求1所述的飞机地面颤振模拟试验颤振速度追踪方法，其特征在于，基于振动响应信号，得到阶跃式振动幅值响应信号中，若第n个采样时间对应的振动响应信号为阶跃式振动幅值响应信号，则有：其中，ω为振动响应信号的频率；为第n+1个采样时间；为第n
‑
1个采样时间。3.根据权利要求2所述的飞机地面颤振模拟试验颤振速度追踪方法，其特征在于，对阶跃式振动幅值响应信号进行平滑处理，得到连续变化振动幅值响应信号，具体为：其中，为t时刻对应的连续变化振动幅值响应信号；A(t)为t时刻对应的阶跃式振动幅值响应信号；ΔT为观测时间长度。4.根据权利要求3所述的飞机地面颤振模拟试验颤振速度追踪方法，其特征在于，基于连续变化振动幅值响应信号，计算振动幅值响应变化趋势参数，具体为：其中，λ(t)为t时刻对应的振动幅值响应变化趋势参数；为t
‑
Δt时刻对应的连续变化振动幅值响应信号。5.根据权利要求4所述的飞机地面颤振模拟试验颤振速度追踪方法，其特征在于，参考振动幅值响应变化趋势参数，得到等效风速变化量，具体为：
其中：ΔV(t)为等效风速变化量；K
p
为PID控制比例变化参数；K
i
为PID控制积分变化参数；K
d
为PID控制微分变化参数。6.根据权利要求5所述的飞机地面颤振模拟试验颤振速度追踪方法，其特征在于，K
d
＝K
p
τ；其中，T
i
为PID控制积分变化计算参数；τ为PID控制微分变化计算参数。7....

【专利技术属性】
技术研发人员：王彬文，陈浩宇，宋巧治，李晓东，杨文岐，梁森，
申请(专利权)人：中国飞机强度研究所，
类型：发明
国别省市：