高速飛行器飛行環(huán)境下模態(tài)參數(shù)與動態(tài)內(nèi)力識別方法研究.pdf

1、近些年來，以美國的X51等型號為代表的高超聲速飛行器在全世界范圍內(nèi)受到關(guān)注。這種飛行器區(qū)別于其他種類的飛行器，如果用于武器的投放，那么它將實現(xiàn)全球一小時內(nèi)任意打擊的功能。
　　對于一般的飛行器而言，在設(shè)計時就需要考慮進行模態(tài)分析以及各截面的強度、穩(wěn)定性等設(shè)計。通常，可以對飛行器建立仿真模型進行模態(tài)分析，然而這種通過仿真手段進行的模態(tài)分析存在著一系列的問題。與此同時，運行中的飛行器是一個復(fù)雜的時變系統(tǒng)，利用仿真的手段對其進行分析亦存

2、在不便和困難，利用實際的響應(yīng)數(shù)據(jù)進行模態(tài)參數(shù)辨識仍然是非常必要的。普通的非時變模態(tài)參數(shù)辨識方法在工程中已獲得大量應(yīng)用，甚至有利用頻域方法如PolyMax方法進行自動模態(tài)參數(shù)辨識的相關(guān)軟件。然而無論是國內(nèi)還是國外，對時變模態(tài)參數(shù)辨識的研究遠不及非時變的辨識工作深入，仍有大量問題需要進行更深層次的探討。
　　本文介紹了兩種基于子空間跟蹤進行時變模態(tài)參數(shù)辨識的方法，此兩種方法均可以看作一種結(jié)合了冪迭代算法的優(yōu)化問題的求解過程，不同的是，

3、新引入的快速自然冪迭代方法能夠很好地保證所跟蹤的子空間的列向量是正交的。這種特性也在識別結(jié)果中體現(xiàn)出來，采用自然冪迭代方法識別出的結(jié)果受噪聲干擾較小，且對高階模態(tài)頻率的識別更準確。同時結(jié)合大量仿真算例，給出了識別過程中參數(shù)的設(shè)置經(jīng)驗。
　　本文還引入了一種基于加速度響應(yīng)以及模態(tài)信息進行內(nèi)力識別的算法，采用一個自由梁模型對方法進行了驗證。在應(yīng)用于飛行數(shù)據(jù)時，采取了一些信號處理領(lǐng)域的手段，通過低通濾波對飛行數(shù)據(jù)進行預(yù)處理，然后經(jīng)由小波