多回路氣動(dòng)伺服彈性系統(tǒng)魯棒穩(wěn)定性分析方法研究.pdf

1、氣動(dòng)伺服彈性(ASE)涉及了空氣動(dòng)力、慣性力、結(jié)構(gòu)力、敏感元件、執(zhí)行機(jī)構(gòu)以及飛行控制系統(tǒng)之間的相互作用，它們之間的相互作用可能會(huì)造成整個(gè)飛機(jī)系統(tǒng)的不穩(wěn)定。因此，對(duì)飛機(jī)進(jìn)行氣動(dòng)伺服彈性穩(wěn)定性分析研究，已經(jīng)作為現(xiàn)代飛機(jī)設(shè)計(jì)、試驗(yàn)及試飛過(guò)程中必不可少的一項(xiàng)重要工作。本文結(jié)合現(xiàn)代多回路系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析理論和現(xiàn)代信號(hào)處理工具，主要研究了直接由飛行試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析多回路氣動(dòng)伺服彈性系統(tǒng)穩(wěn)定性的方法，其中的研究成果已成功應(yīng)用于某型飛機(jī)多回路氣動(dòng)伺服彈性系

2、統(tǒng)的分析，并產(chǎn)生了顯著的軍事和經(jīng)濟(jì)效益。其主要內(nèi)容如下： 1．設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了采用掃頻信號(hào)作為舵指令輸入，確定飛機(jī)多回路氣動(dòng)伺服彈性系統(tǒng)穩(wěn)定性的具體飛行試驗(yàn)方案，使得直接由飛行試驗(yàn)數(shù)據(jù)確定飛機(jī)氣動(dòng)伺服彈性穩(wěn)定裕度成為可能； 2．為克服飛行試驗(yàn)數(shù)據(jù)中噪聲對(duì)穩(wěn)定性分析的影響，首先提出了一種針對(duì)掃頻激勵(lì)的小波時(shí)頻域去噪的方法，在時(shí)頻域?qū)崿F(xiàn)了信噪分離，顯著提高了飛行試驗(yàn)數(shù)據(jù)的信噪比； 3．在具體試驗(yàn)方案的基礎(chǔ)上，提出了

3、基于閉環(huán)系統(tǒng)回差矩陣最小奇異值理論的穩(wěn)定性分析方法。該方法采用閉環(huán)系統(tǒng)回差矩陣的最小奇異值表示穩(wěn)定程度。為便于工程描述，同時(shí)給出了最小奇異值與經(jīng)典的幅值－相角裕度之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系； 4．為克服回差矩陣方法的保守性，又提出了基于結(jié)構(gòu)奇異值μ理論的多回路氣動(dòng)伺服彈性系統(tǒng)穩(wěn)定裕度的確定方法。同時(shí)分析了用μ方法得到的多回路魯棒穩(wěn)定裕度與經(jīng)典的幅值－相角裕度之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，給出了多回路系統(tǒng)的μ值與幅值－相角裕度的對(duì)應(yīng)關(guān)系圖； 5

4、．設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了飛機(jī)多回路氣動(dòng)伺服彈性系統(tǒng)穩(wěn)定裕度的數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)。該系統(tǒng)已通過(guò)實(shí)際飛行試驗(yàn)數(shù)據(jù)的測(cè)試，分析結(jié)果表明系統(tǒng)具有較強(qiáng)的可靠性和最后將本文提出的飛行試驗(yàn)方法應(yīng)用于某型飛機(jī)氣動(dòng)伺服彈性系統(tǒng)穩(wěn)定性分析，結(jié)合飛行試驗(yàn)數(shù)據(jù)，比較了經(jīng)典的穩(wěn)定裕度分析方法(Bode圖)、閉環(huán)系統(tǒng)回差矩陣最小奇異值穩(wěn)定裕度分析法和魯棒μ方法穩(wěn)定裕度分析法的分析結(jié)果，并對(duì)分析結(jié)果進(jìn)行了具體說(shuō)明。結(jié)果表明：本文提出的方法可以給出飛機(jī)多回路氣動(dòng)伺服彈性系統(tǒng)穩(wěn)定裕度的