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

1、近些年來，以美國(guó)的X51等型號(hào)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(shí)現(xiàn)全球一小時(shí)內(nèi)任意打擊的功能。
　　對(duì)于一般的飛行器而言，在設(shè)計(jì)時(shí)就需要考慮進(jìn)行模態(tài)分析以及各截面的強(qiáng)度、穩(wěn)定性等設(shè)計(jì)。通常，可以對(duì)飛行器建立仿真模型進(jìn)行模態(tài)分析，然而這種通過仿真手段進(jìn)行的模態(tài)分析存在著一系列的問題。與此同時(shí)，運(yùn)行中的飛行器是一個(gè)復(fù)雜的時(shí)變系統(tǒng)，利用仿真的手段對(duì)其進(jìn)行分析亦存

2、在不便和困難，利用實(shí)際的響應(yīng)數(shù)據(jù)進(jìn)行模態(tài)參數(shù)辨識(shí)仍然是非常必要的。普通的非時(shí)變模態(tài)參數(shù)辨識(shí)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(jìn)行自動(dòng)模態(tài)參數(shù)辨識(shí)的相關(guān)軟件。然而無論是國(guó)內(nèi)還是國(guó)外，對(duì)時(shí)變模態(tài)參數(shù)辨識(shí)的研究遠(yuǎn)不及非時(shí)變的辨識(shí)工作深入，仍有大量問題需要進(jìn)行更深層次的探討。
　　本文介紹了兩種基于子空間跟蹤進(jìn)行時(shí)變模態(tài)參數(shù)辨識(shí)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(shí)別結(jié)果中體現(xiàn)出來，采用自然冪迭代方法識(shí)別出的結(jié)果受噪聲干擾較小，且對(duì)高階模態(tài)頻率的識(shí)別更準(zhǔn)確。同時(shí)結(jié)合大量仿真算例，給出了識(shí)別過程中參數(shù)的設(shè)置經(jīng)驗(yàn)。
　　本文還引入了一種基于加速度響應(yīng)以及模態(tài)信息進(jìn)行內(nèi)力識(shí)別的算法，采用一個(gè)自由梁模型對(duì)方法進(jìn)行了驗(yàn)證。在應(yīng)用于飛行數(shù)據(jù)時(shí)，采取了一些信號(hào)處理領(lǐng)域的手段，通過低通濾波對(duì)飛行數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，然后經(jīng)由小波