支桿式風(fēng)洞模型主動(dòng)振動(dòng)抑制方法與實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、跨聲速風(fēng)洞試驗(yàn)?zāi)Ｐ屯ǔ２捎弥U尾撐方式，系統(tǒng)剛度低，進(jìn)入大攻角試驗(yàn)狀態(tài)時(shí)，在氣流脈動(dòng)載荷作用下，極易產(chǎn)生劇烈低頻振動(dòng)，直接影響模型載荷測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性和試驗(yàn)安全性。在模型支桿系統(tǒng)振動(dòng)的主、被動(dòng)抑制方法中，采用壓電陶瓷作動(dòng)器進(jìn)行主動(dòng)控制是抑振效果較好措施之一。本文在分析支桿抑振原理的基礎(chǔ)上，提出基于疊堆式壓電陶瓷作動(dòng)器的外套式結(jié)構(gòu)抑振器，構(gòu)建實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)，對(duì)抑振系統(tǒng)性能進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究。
　　(1)首先介紹了壓電效應(yīng)原理和疊堆式壓電陶瓷

2、作動(dòng)器的輸出特性，結(jié)合支桿變形的材料力學(xué)分析，推導(dǎo)出作動(dòng)器致支桿變形方程，利用此變形即可消減氣動(dòng)脈動(dòng)載荷在支桿末端產(chǎn)生的撓度。以此為原理，針對(duì)國(guó)內(nèi)某型號(hào)模型支桿系統(tǒng)，設(shè)計(jì)外套式結(jié)構(gòu)主動(dòng)抑振器，并優(yōu)化其安裝布局形式。對(duì)所設(shè)計(jì)的抑振器的靜態(tài)性能進(jìn)行仿真分析，以驗(yàn)證方程推導(dǎo)和抑振器設(shè)計(jì)的合理性。
　　(2)基于風(fēng)洞氣動(dòng)載荷的特點(diǎn)，構(gòu)建一套由支桿振動(dòng)測(cè)量、信號(hào)處理與放大到作動(dòng)器輸出反向位移的閉環(huán)控制系統(tǒng)。為主動(dòng)抑振器匹配高實(shí)時(shí)性的系統(tǒng)硬件

3、，針對(duì)作動(dòng)器驅(qū)動(dòng)位移滯后的問(wèn)題，設(shè)計(jì)具有超前補(bǔ)償能力的基于PD調(diào)節(jié)器的控制程序。為評(píng)價(jià)主動(dòng)抑振系統(tǒng)性能，提出錘擊法和激振法兩種地面實(shí)驗(yàn)方法，給出對(duì)應(yīng)的抑振器性能評(píng)價(jià)指標(biāo)，搭建地面實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。
　　(3)對(duì)主動(dòng)抑振器進(jìn)行地面實(shí)驗(yàn)的研究。主動(dòng)抑振器的基本輸出性能與理論計(jì)算和靜力仿真的結(jié)果接近，使用錘擊法和激振法模擬脈動(dòng)載荷對(duì)模型支桿系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，證明抑振器具有提高支桿系統(tǒng)阻尼，衰減模型在俯仰和偏擺兩個(gè)方向上振動(dòng)振幅的能力。在模型振動(dòng)的俯