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。

一种基于EM-KS算法的连续变速颤振边界预测方法

连续变速颤振试验(FTPVS)是近年来积极探索的一种颤振试验方案。针对该类试验中信号非平稳的特点,创新性地将期望最大化方法迭代优化的思想用于改善连续变速颤振信号的建模精度,提出了一种基于该方法的卡尔曼滤波平滑(EM-KS)算法,有效提高了时变参数的辨识性能。进而结合颤振时域判据,给出了可递推实现的连续变速颤振试验的颤振边界预测方法。最后通过数值仿真和实测数据对所提方法的可靠性与工程适用性进行了验证,结果表明,基于EM-KS颤振边界预测方法不依赖于平稳随机过程的假设,精确度可以满足实际工程需要。

一种时域颤振判定新方法研究

采用离散傅里叶变换方法对颤振时间响应历程计算结果进行分析,提出了一种从多个模态分支计算结果中归纳耦合主颤振分支的方法。分别从频率移动理论和能量变化观点出发,提出了针对颤振边界的临界颤振动压判定频率移动判据和能量因子判据。通过对国际标准跨声速颤振算例AGARD445.6机翼的时域颤振计算结果进行分析,验证了方法在耦合模态分支确定、临界颤振动压判定、主颤振分支判定3个方面的高有效性。此外,将该方法应用于高速中等展弦比气动翼面的跨声速颤振特性研究,成功地根据较复杂的响应曲线判断出了颤振边界,表明该方法具有良好的工程应用前景。