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1、总第191期直升机技术GeneralSerialNo.1912017年第1期HELICOPTERTECHNIQUENo.12017文章编号:1673-1220(2017)01-055-04基于ERA法的直升机试验模态分析伍特辉,邓先来(中国直升机设计研究所,江西景德镇333001)摘要在对结构特性进行论证与分析时,我们通常要对其做动态特性试验,所用方法中较为成熟和简便的就是频响函数法,这种方法一般需要施加人工激励,这和结构实际工作过程中的激励源有所不同。为了能够更加真实地了解机械系统在工作状态下的结构特性信息,文章探讨了一种时域识别方法-EAR法,并对某型机部件的飞行数据
2、进行分析。试验结果表明,应用ERA算法对直升机飞行状态下的结构进行试验模态参数识别,取得了良好的效果,具有工程使用价值。关键词参数识别;运行结构;伪模态;自然激励技术中图分类号:V216.2文献标识码:AHelicopterTestModalAnalysisBasedonERAWUTehui,DENGXianlai(ChinaHelicopterResearchandDevelopmentInstitute,Jingdezhen333001,China)AbstractWhenanalyzingandreasoningthecharacteristicofstructur
3、e,weusuallydodynamicex-perimentonthesampletest.Themethodwhichismatureandconvenientandcommonlyusedisbasedontheresponsefrequencyfunction.Consequently,itcallsformanpower,thusitmakessomedifferencesfromtheactualactuatorwhenstructureworking.Forthesakeoffindingoutthetruecharacterofmechanicstruct
4、uresystemthatunderoperation,thispaperexploredanidentifymethod(ERA)basedontimefieldandanalyzedasetofdatefromsometypeofcopter.Theresultsindica-tedthattheERAalgorithmhadfineeffectandhighvalueengineeringformodalparameteridentifica-tionofhelicopterstructureunderflyingbyusingit.Keywordsparamete
5、ridentify;operationalstructure;fakemode;naturalexerttechnique工激励,然后应用频响函数的方法来识别其参数信0引言息,这种识别技术较为成熟,识别结果也较为精确,目前,在直升机试验室,无论是做整机模态分一直受到工程技术人员的青睐。但是,这种方法也析,还是局部结构件动态特性试验,通常采用施加人存在一定的局限性,比如功率谱泄露问题、时频转换收稿日期:2016-08-30作者简介:伍特辉(1985-),男,湖南新化人,硕士,工程师,主要研究方向:直升机动力学与抗坠毁。·56·直升机技术总第191期误差问题,并且需要知道确切
6、的激励源信息等。更éY(k)Y(k+1)…Y(k+s-1)ù为重要的是,这种试验方法在实施过程中,都只是在Y(k+1)Y(k+2)Y(k+s)模拟结构的边界条件和工作状态,因此并不能真实︙⋱︙反映结构工作时的动态特性信息。直升机作为一种ëY(k+r-1)Y(k+r)…Y(k+r+s-2)û复杂系统,在其飞行过程中,部分零部件结构的参数(3)信息会有所变化,比如旋翼旋转后刚度加强,液压管对H(0)奇异值分解,U,V分别为左右奇异向rs充压后质量改变等,这些在试验室都很难模拟实现。量矩阵,S为对角阵,对角元素由大到小排列,[1-3]T特征实现算法(ERA)作为一种时域识别H(
7、0)=USV(4)rs方法,不需要激励源信息,是直接基于结构的时域响D=diag(d,…,d,d,…,d),I=min(rp,ms)1nn+1l应数据进行参数识别,因此它能识别出结构工作过(5)程中的模态参数。该方法源于控制论中Ho-Kal-设man的最小实现理论,只需很短的自由响应数据识ET=⌊I︙0︙…︙0」pppp别参数,并且识别速度快,对低频、密频、重频有很强ET=[I︙0︙…︙0]mmmm的识别能力,更重要的是能得到系统的最小实现,便D=diag(d,…,d)(6)n1n于控制应用。1984年Juang首先将其应用到
