魯棒顫振分析與模型確認(rèn)研究.pdf

1、真實(shí)的氣動(dòng)彈性系統(tǒng)是高度復(fù)雜具有不確定性的系統(tǒng)。針對(duì)該系統(tǒng)的魯棒顫振分析方法，是目前國(guó)際上氣動(dòng)彈性研究的熱點(diǎn)之一，并已成功地應(yīng)用于飛行顫振試驗(yàn)。本文在全面回顧魯棒顫振分析方法及其工程應(yīng)用的基礎(chǔ)上，研究了具有不確定性的線(xiàn)性與非線(xiàn)性氣動(dòng)彈性系統(tǒng)魯棒顫振分析與模型確認(rèn)方法，本文主要工作包括如下幾個(gè)方面：
　　 (1）在線(xiàn)性魯棒顫振分析方面，提出了以飛行高度作為攝動(dòng)變量的分析方法。通過(guò)將大氣密度與音速擬合為飛行高度的多項(xiàng)式函數(shù)，使得系統(tǒng)

2、方程僅依賴(lài)于唯一的參數(shù)即飛行高度來(lái)描述其穩(wěn)定性和飛行狀態(tài)，并且得到的預(yù)測(cè)結(jié)果與飛行高度的初始值選取無(wú)關(guān)。該方法為定馬赫數(shù)飛行顫振試驗(yàn)和飛行包線(xiàn)擴(kuò)展提供了相應(yīng)的魯棒顫振分析方法。
　　 (2）對(duì)于非線(xiàn)性氣動(dòng)彈性系統(tǒng)，使用方法分別對(duì)零攝動(dòng)和非零攝動(dòng)兩種情況進(jìn)行了討論。對(duì)于零攝動(dòng)，將攝動(dòng)系統(tǒng)在平衡點(diǎn)線(xiàn)性化，使用方法直接對(duì)線(xiàn)性化系統(tǒng)進(jìn)行魯棒穩(wěn)定性分析；對(duì)于非零攝動(dòng)則考慮了不確定參數(shù)對(duì)平衡點(diǎn)的影響，并以泰勒級(jí)數(shù)來(lái)表示兩者之間的函數(shù)關(guān)系，從

3、而將非零攝動(dòng)系統(tǒng)的魯棒穩(wěn)定性問(wèn)題成功納入到結(jié)構(gòu)奇異值理論的框架下。
　　 (3）通過(guò)計(jì)算線(xiàn)性化系統(tǒng)特征多項(xiàng)式的值域，根據(jù)除零條件和值域在復(fù)平面上的運(yùn)動(dòng)軌跡來(lái)判斷其魯棒穩(wěn)定性，并得到了系統(tǒng)集合中最優(yōu)情況和最劣情況的顫振速度。在此基礎(chǔ)上，根據(jù)特征多項(xiàng)式穩(wěn)定的值域條件將魯棒穩(wěn)定性問(wèn)題轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的約束滿(mǎn)足問(wèn)題，通過(guò)確定約束滿(mǎn)足問(wèn)題的解在給定參數(shù)區(qū)間內(nèi)的存在性，來(lái)判斷多項(xiàng)式的魯棒穩(wěn)定性。該方法可以用于多項(xiàng)式系數(shù)是不確定參數(shù)的非線(xiàn)性連續(xù)函數(shù)

4、情況。
　　 (4）研究了氣動(dòng)彈性系統(tǒng)不確定性建模，特別是模型確認(rèn)問(wèn)題。建立了具有不確定性的氣動(dòng)彈性系統(tǒng)線(xiàn)性分式變換模型；使用基于矩陣插值理論的模型確認(rèn)方法對(duì)模型集的有效性進(jìn)行檢驗(yàn)，成功估計(jì)了不確定性的幅值。
　　 (5）通過(guò)計(jì)入噪聲影響，將實(shí)際系統(tǒng)與標(biāo)稱(chēng)模型之間的差異由噪聲和不確定性共同承擔(dān)，驗(yàn)證了噪聲因素對(duì)降低保守性的作用。通過(guò)研究不確定性幅值比例關(guān)系，探討了進(jìn)一步降低預(yù)測(cè)結(jié)果保守性的方法。
　　 最后對(duì)本文