大型飞机结构强度试验姿态转换与控制

针对以往大型飞机姿态转换过程存在潜在的胶布带脱落、局部失稳以及多种提升设备不协调等风险问题,提出一种大型飞机结构强度试验姿态转换与控制方法。通过设计位移提升装置和全浮动支持平台,确保飞机姿态转换系统安全可靠;应用协调加载控制系统,提出多点协调的位移提升控制方案,实现飞机姿态平稳转换和精准控制;研究飞机姿态实时测量算法,开发可视化监控系统,实现飞机姿态多维变量实时监控。通过全要素测试,验证了所提方法的合理性。试验结果表明:某大型飞机的姿态转换过程实现了多维度可视化监控,与传统方法相比,效率提升了约35%,可靠性及安全性大幅提升。

飞机结构强度试验异常声源信号提取方法研究

针对飞机结构强度试验环境复杂的特点,进行了飞机结构异常声源信号提取方法研究。采用经验模态分解方法进行声源降噪处理,通过Teager能量算子加短时过零率的双参数双门限法,进行带噪信号的端点检测,形成了一套飞机结构强度试验异常声源信号提取方法。通过提取复材板断裂和铆钉断裂等飞机真实结构的异常声源信号,对该方法进行了验证。结果表明,该方法能够在含背景噪声的信号中准确提取飞机结构异常声源信号,适用于飞机结构强度试验复杂环境中的异常声源信号提取。同时,为实现飞机结构异常声源快速定位和声源特征辨识奠定了技术基础。

飞机结构强度试验先驱张阿舟

'航空四君子'之一的张阿舟是我国著名的力学家、航空工程学家,中国飞机结构强度理论和试验研究的开拓者之一。他因在新中国第一架飞机研制过程中做出的特殊贡献而荣立特等功,他在南京航空航天大学领导的振动研究室不仅达到了一流的学术水准,而且为国家培养了数十名尖端人才。

基于任意布设传声器的飞机强度试验声源定位方法

针对飞机结构强度试验复杂环境,开展了基于任意布设传声器的声源定位方法研究。以基于时差的定位算法为基础,通过信号端点检测法进行不同传声器之间的时差计算。采用优化算法进行标定方程组的求解,建立了任意布设传声器的空间坐标标定方法。通过声源定位算法和传声器的空间坐标标定方法研究,形成了一种基于任意布设传声器的声源定位方法,并对该方法进行了验证。结果表明,该方法能够在飞机结构强度试验复杂环境下,准确定位异常声源的空间位置,为实现飞机结构强度试验异常声响快速、准确定位提供技术支持。

飞机结构试验异常声源数据库设计与应用

在飞机结构强度试验中,飞机结构异常声源数据量较大,访问降噪处理后所得的数据文件难度较高,降低了结构损伤分析效率。为了解决上述问题,本文采用MATLAB GUI与SQLServer数据库连接的方法,对异常声源特征矩阵转置并结构化存储。结果表明,该方法提升了声源特征数据访问速度,且降低了人工处理数据时的失误率,提升声源数据利用率30%左右,为飞机结构异响分析提供了技术保障。

基于条形码技术的试验设备协同管理方法

基于飞机结构强度试验中试验设备的使用流程,结合条形码技术,设计了一种客户端和数据采集器协同管理试验设备的方法。客户端通过与数据服务器的协同,实现试验和设备基本信息的管理以及试验设备选取表单的生成;数据采集器通过扫描条形码识别试验设备,实现便捷选取、修改、撤离、调试、报修、盘点和基本信息查询等功能。客户端与数据采集器之间通过数据线连接实现数据离线同步,建立试验设备的完整使用流程。通过在液压作动筒设备管理过程中的应用表明,该方法避免了手工操作设备编号而引入的错误,提高了工作效率。

对称阀控非对称作动缸动态特性研究

在大型飞机结构强度试验中,伺服阀和作动缸的选取是通过额定流量、负荷量以及行程来实现的,而二者的动态特性未给予充分考虑,可能导致伺服阀和作动缸不匹配,严重影响阀控缸的动态性能。为此,文中建立了伺服阀和非对称缸的传递函数,仿真分析二者动态特性对阀控非对称缸动态行为的影响,绘出伺服阀和作动缸伯德图。仿真结果显示:截止频率是阀控缸匹配特性的量度;保持阀控缸工作性能的最低截止频率为10 Hz。

任意构型传声器阵列阵元坐标标定方法

飞机结构强度试验过程中能够准确、快速定位结构异常声源对于提供试验决策支持和及时发现试验风险具有非常重要的意义。在复杂试验环境中,根据现场具体情况任意布设传声器进行声源定位的方式更具适用性。针对飞机结构强度试验的实际需求和复杂试验环境中传声器任意布设的应用特点,进行了任意构型传声器阵列的阵元坐标标定方法研究。该方法的核心是通过声源到两个已知坐标参考传声器的真实时延和测定时延,得到时延测定的系统误差,对待标定传声器与参考传声器时延测定误差进行修正,以保证传声器坐标标定精度满足飞机结构强度试验声源定位的精度要求。以基于信号端点检测的时延算法进行传声器间的时延测定,采用优化算法进行标定方程组的求解,形成了一种适用于飞机结构强度试验复杂环境的任意构型传声器阵列阵元坐标标定方法,并在此基础上建立了一套标定流程。通过验证表明,该方法能够实现任意构型传声器阵列的阵元坐标标定,标定误差为毫米级,达到了飞机结构强度试验中传声器空间坐标标定的精度要求,为实现飞机结构强度试验中异常声源的准确、快速定位奠定了技术基础。

基于统计学习的试验测量数据筛选算法研究

全机结构静力试验的应变/位移测量规模庞大,试验中常常会出现因应变片失效、位移传感器干涉等问题导致的无效应变/位移数据,要求对无效数据及时筛选并剔除.为后续试验分析提供完整有效的测量数据库,进而提高测量效率。现有方法主要依据经验进行人工观察筛选,效率低且易出现疏漏。本文首先建立数据筛选算法数据库,提出了一种基于统计学习的数据筛选算法,并进行了对比验证试验,结果表明.该方法可有效提高测量数据筛选的准确性和效率.为测量数据分析的自动化和程序化提供初步实验结果,为后续海量应变/位移数据自动化处理软件的开发提供理论依据。

电液力伺服系统参数自整定模糊PID控制器设计

针对飞机结构强度试验中常用的电液力伺服系统,讨论了系统组成和数学模型。利用MATLAB设计参数自整定模糊PID控制器以克服系统非线性和负载扰动的影响;通过系统辨识建模的方法,采用预报误差法得到系统ARMAX参数模型辨识结果;以辨识结果为对象对设计的参数自整定模糊PID控制器进行Simulink仿真。结果表明:相比常规PID控制器,采用参数自整定模糊PID控制器进行控制,系统具有更好的稳态精度、快速性和鲁棒性。

改进PID算法在MTS控制系统中的应用

针对飞机结构强度试验中大迟滞、时变、非线性系统的控制问题,采用改进的PID算法实现系统优化控制;在MTS象,对比常规PID控制和改进PID控制效果。结果表明:改进PID控制能有效减小系统的超调量和调节时间,抑制外界噪声干扰,较常规PID控制效果有明显提升。

结构试验中的应变应力转换

提出了一种新的应力应变表述函数。在弹塑性范围内，应用双剪应力强度理论，求得了结构测点的检测应力，并通过了实例验证。

伺服驱动补偿技术及其在试验控制中的应用

飞机结构强度试验受外界条件作用较明显，试验误差可能发生较大变化。强度试验采用传统PID控制器，该控制器对误差控制能力有限，难以有效降低试验控制误差。为了解决这个问题，本文提出一种伺服驱动补偿技术。在对控制参数优化技术、PID自适应技术及开环补偿控制技术研究的基础上，深入分析了外界因素对试验的影响机制，设计了一种伺服驱动补偿算法，此算法可以根据试验精度的变化对阀输出进行实时补偿。由于补偿算法可能导致试验控制系统出现稳定性的问题，所以本文利用赫尔维茨稳定性判据对该方法的稳定性进行了证明。同时设计了一个结构试验平台对本方法进行物理验证。试验结果表明：本文补偿方法对于改善试验控制精度是合理有效的，并在将来有更为广泛的应用价值。

机身曲壁板复合加载装置控制系统研究

介绍机身曲壁板复合加载装置的结构和工作原理,通过系统运动学反解得到动平台运动输人与各轴输出的映射关系,由动力学模型推导试验件所受力和力矩;在MATLAB/SimMechanics下分别建立六轴并联加载平台、液压执行机构、控制器模型和运动学反解模块,搭建系统仿真平台,同时给出试验件所受力和力矩的计算模型;利用仿真平台对系统所采用的SmartTEST控制器参数进行仿真分析;通过SmartTEST系统通道配置,实现该装置基于关节空间的位姿控制加载。结果表明:系统仿真平台的建立对实际工程设计应用具有指导意义,SmartTEST控制系统可实现试验平稳加载控制。