基于逆虚拟激励法的直升机振动载荷识别研究
直升机处于复杂变化的气动环境中，且存在着多种气动、惯性、结构及几何耦合，这使得直升机振动载荷识别成为直升机研究领域的难题。直升机振动载荷，是直升机设计、生产试验中重要的参数之一，关系到直升机结构及各个部件的设计和试验。由此看出，研究直升机振动载荷的识别方法对直升机的设计、制造、监测和维护非常有必要。 本文以识别直升机的振动载荷为背景，研究了频域的载荷识别方法，包括频响函数求逆法、模态坐标转换法以及逆虚拟激励法。其中，根据多输入多输出系统的特点，采用高斯消去法对频率响应函数进行估计，此方法能较好地抑制测量噪声，提高识别精度。 将逆虚拟激励法应用于随机性和周期性载荷的识别领域，并通过仿真计算和试验对比，验证了该方法的精度和可靠性。分析结果表明：该方法对周期载荷识别精度较高，随机载荷识别误差也基本不超过5％，但在自振频率附近（尤其在低频部分）出现跳动，这是由逆问题求解过程中矩阵病态所导致的。利用加权平均法和奇异值分解技术，能有效地减少矩阵病态对识别结果的影响，而选取合适的测点组合，也能提高识别精度。最后将此识别方法运用到直升机振动载荷识别，结果显示：桨毂载荷频率成分主要包括旋翼基阶和二阶通过频率，而尾桨载荷不但包括了尾桨的基阶和二阶通过频率，还含有尾桨转速。 逆虚拟激励法很大程度上减少计算工作量，并能获得较高的识别精度，但是识别精度对频响函数矩阵要求较高，这就要求较精确的仿真模型和试验数据。
直升机;振动载荷识别;逆虚拟激励法;频响函数矩阵;仿真模型
南京航空航天大学
硕士
飞行器设计
高亚东
2011
中文
V275.1
81
2013-04-24（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）