多回路氣動伺服彈性系統(tǒng)魯棒穩(wěn)定性分析方法研究.pdf

1、氣動伺服彈性(ASE)涉及了空氣動力、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造成整個飛機(jī)系統(tǒng)的不穩(wěn)定。因此，對飛機(jī)進(jìn)行氣動伺服彈性穩(wěn)定性分析研究，已經(jīng)作為現(xiàn)代飛機(jī)設(shè)計、試驗及試飛過程中必不可少的一項重要工作。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)代信號處理工具，主要研究了直接由飛行試驗數(shù)據(jù)分析多回路氣動伺服彈性系統(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)計并實現(xiàn)了采用掃頻信號作為舵指令輸入，確定飛機(jī)多回路氣動伺服彈性系統(tǒng)穩(wěn)定性的具體飛行試驗方案，使得直接由飛行試驗數(shù)據(jù)確定飛機(jī)氣動伺服彈性穩(wěn)定裕度成為可能； 2．為克服飛行試驗數(shù)據(jù)中噪聲對穩(wěn)定性分析的影響，首先提出了一種針對掃頻激勵的小波時頻域去噪的方法，在時頻域?qū)崿F(xiàn)了信噪分離，顯著提高了飛行試驗數(shù)據(jù)的信噪比； 3．在具體試驗方案的基礎(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，同時給出了最小奇異值與經(jīng)典的幅值－相角裕度之間的對應(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理論的多回路氣動伺服彈性系統(tǒng)穩(wěn)定裕度的確定方法。同時分析了用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－相角裕度的對應(yīng)關(guān)系圖； 5

4、．設(shè)計并實現(xiàn)了飛機(jī)多回路氣動伺服彈性系統(tǒng)穩(wěn)定裕度的數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)。該系統(tǒng)已通過實際飛行試驗數(shù)據(jù)的測試，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方法應(yīng)用于某型飛機(jī)氣動伺服彈性系統(tǒng)穩(wěn)定性分析，結(jié)合飛行試驗數(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，并對分析結(jié)果進(jìn)行了具體說明。結(jié)果表明：本文提出的方法可以給出飛機(jī)多回路氣動伺服彈性系統(tǒng)穩(wěn)定裕度的