基于时变参数建模的连续变速飞行颤振预测

针对飞行颤振试验数据的非平稳特性,结合时域判据提出了一种时变参数建模的连续变速飞行颤振预测方法。首先对结构响应数据建立时变自回归滑动平均模型,通过将时间序列模型的时变参数分解到一系列的正交基函数上,把颤振数据分析的线性非平稳问题转化为线性时不变问题,并根据辨识参数建立时域稳定性判据,利用曲线拟合得到颤振边界预测值。最后通过计算机仿真和飞行实测数据验证了预测方法的合理性和工程适用性。结果表明,时变参数建模的颤振边界预测方法相比传统方法有着更大的安全裕度,在非突发型颤振预测中预测误差基本控制在2%～5%,能够满足实际工程需要。

连续变速颤振试验的实时颤振边界预测系统

实时颤振边界预测系统主要用于完成飞机颤振试验过程中对颤振临界速度的预测。该系统基于非平稳信号处理理论设计开发,融合了多种结构阻尼与稳定性分析方法。本文概述了系统的主要结构与工作原理,并应用数值仿真和实际工程试验验证考核了系统的有效性。该系统操作简便、结果可靠、界面友好,可以满足连续变速颤振试验的工程要求。

一种时变参数模型法在连续变速颤振试验信号处理中的应用研究

针对连续变速颤振试验信号的非平稳特点及在线分析需求,提出了一种基于基函数的时变参数模型分析方法。该方法采用递推最小二乘算法对数据建立时变的参数模型,并将时变参数用基函数的加权和来表示,从而将1个线性非平稳问题转化为线性时不变问题。数值仿真及低速风洞气弹模型的试验结果证明了文中方法的计算精度和速度可以满足连续变速颤振试验的要求。

平尾模型连续变速压颤振试验方法及数值计算研究

为了提升暂冲式风洞跨声速颤振试验效率和安全性,基于自回归滑动平均(auto-regressive moving average,ARMA)系统辨识方法建立了一套高效颤振高效预测方法,基于补偿解耦和专家PID形成FL-60风洞定马赫数连续变速压流场控制技术。将ARMA系统辨识方法通过国际标模AGARD445.6机翼进行验证,颤振速压和频率计算结果与CFD/CSD耦合计算结果差别不超过4%。然后通过风洞流场调试验证FL-60风洞连续变速压流场控制,速压变化线性度高,马赫数控制精度在±0.003。最后通过平尾模型连续变速压颤振试验进行综合验证,阶梯和连续变速压两种试验方式得到的颤振速压差别小于2%,颤振边界计算结果与风洞试验吻合较好,提出的数值方法在试验前可以对车次安排起到良好的指导意义。

暂冲式高速风洞连续变速压颤振试验流场控制系统研究

相对于阶梯变速压颤振试验,连续变速压颤振试验具备更高的可靠性和效率,可以为先进飞行器的颤振边界预测及颤振特性分析提供更为安全可靠的技术支撑。为实现定马赫数连续变速压颤振试验技术,设计了连续变速压流场控制系统,通过引入解耦控制与专家PID控制优化了控制效果。风洞验证试验结果表明,该系统具有良好的控制效果,可满足定马赫数连续变速压流颤振试验对风洞流场控制指标的要求。

连续变速颤振试验的自适应粒子滤波算法

连续变速颤振试验的采集信号通常为非平稳信号,其频率和幅值随时间变化,尤其在亚临界状态下,变化程度十分剧烈。常用的非平稳信号时变参数建模分析方法,在信号非平稳程度较高的情况下难以对信号的模态进行准确地分析和跟踪。为了解决这一问题,结合信号非平稳度量计算方法,提出一种改进的自适应粒子滤波算法,并通过仿真实验数据对所提算法在高非平稳度情况下的跟踪性能进行验证。结果表明:与一般粒子滤波算法相比,本文方法在高非平稳度情况下具有更高的跟踪精度。

基于基函数分解的连续变速颤振边界预测方法

针对连续变速颤振试验实测信号的特点及在线处理需求,提出一种基于基函数展开的时变参数建模方法。通过对结构响应信号建模和稳定性判据的趋势分析,得到颤振边界随时间变化的预测曲线。依据颤振试验机理,采用白噪声激励多模态耦合系统的方式生成了相应的仿真信号,进而在不同信噪比下验证了方法的数值性能。最后通过气弹模型低速风洞试验进一步检验本文方法的工程实用性。