飞机颤振模态参数辨识研究

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1、西北丁业大学硕士学位论文摘要摘要颤振试验数据处理是飞行颤振试验的重要组成部分。进行飞行颤振试验时，由于受试验环境和测试条件的限制，实际所测的结果响应信号的品质较低，带来诸如信噪比低、模态密集、过程非平稳、有效样本短等问题，增加了数据处理的难度。论文使用了现代参数辨识技术的ARMAX模型递推法和状态子空间辨识法，对飞行颤振试验数据进行处理，辨识飞机的颤振模态参数。由于飞机的颤振模型未知，需要辨识飞机的颤振模型。首先建立飞机的颤振模型，然后辨识模型参数，并对模型结果进行合理性分析，最后分析模型的频域响应函数，得到飞机的颇振模态参数。分别使用了以下两种方法:1.使用ARM

2、AX模型递推法对飞机颤振模态参数进行辨识;2.使用状态子空间的方法对飞机颤振模态参数进行辨识。两种辨识方法得到的结果与经典谱估计相比，具有明显的优势。关键词:颤振，数据处理，辨识，ARMAX模型，状态子空间西北工业大学硕士学位论文八BSTRACTABSTRACTFlutertestdataprocessingwastheimportantcomponentofflightfluttertestingofaircraft.Becauseofthelimitsoftestenvironmentandmeasureconditionsduringflightflutter

3、testing,theactualmeasureddatawereofpoorqualityforlowsignal-to-noiseratio,closelyspacedmodes,nonstationaryandshorteffectivesamples,andaddedthedifficultyofdataprocessing.ARMAXmodelmethodandsubspace-basedstatespacemethodwereusedtoprocesstheflightfluttertestdata,andidentifythefluttermodalp

4、arametersofaircraft.Becausethefluttermodelofaircraftwasnotknown,thefluttermodelwasneededtoidentify.Firstchoosetheflutermodelofaircraft,identifytheparametersofthemodel,thenvalidatetheidentifiedmodel,andgettheflutermodalparametersofaircraftbyanalyzingthefrequencyresponsefunctionofthemode

5、latlast.Twoidentificationmethodswereusedtocomputethefluttermodalparametersfromthedata,onewastheARMAXmodelmethod,andtheotherwassubspace-basedstatespacesystemidentificationmethod.Comparedwiththeclassicalspectralestimatemethod,thetwomethodswereverypromisingandfeasibleapproachesinflightflu

6、tertestdataprocessing.KeyWords:fluter，dataprocessing,identification,ARMAX(Auto-RegressionMovingAveragewitheXtrainputs)model,subspace西北工业大学硕[学位论文第一章绪论第一章绪论1.1论文选题意义气动弹性颤振是由于结构在空气动力、惯性力和弹性力的藕合作用下，而产生的一种具有破坏性的不稳定状态川。飞机颤振是由于机翼、尾翼或操纵面等在气动力的作用下而导致的振动，并且可能在几秒的时间内导致结构的彻底破坏[z1。运动物体能在气流中获取能量并把它传

7、送给振动系统是造成颤振的主要原因。如悬臂机翼的弯曲一扭转振动，随着飞行速度的逐步提高，瞬时气动力和瞬时机翼位移之间的相位关系也不断得到调整，当达到某一飞行速度即颤振临界速度时，机冀在气流中获得的能量将平衡由于阻尼而耗散的能量，振动保持等幅:低于颤振临界速度时，振动是衰减的;超过颤振临界速度时，在多数情况下振动是发散的，从而引起结构破坏[31颤振是飞机结构最危险的一种振动形式，是飞行器研制中发生事故较多并且常常造成灾难性后果的一种结构振动现象。虽然在任何速度下飞行，飞行器都可能发生颤振，但在高速飞行时更容易发生颤振[#]。飞机颤振通常会导致灾难性的结构破坏，历史上