[发明专利]一种直升机振动主动控制位置优选方法

说明书

本发明涉及一种直升机振动主动控制位置优选方法，通过建立、修正直升机有限元模型，建立传递函数计算模型，之后计算作动器/被动吸振器到评价点的传递函数，优化出作动器/被动吸振器安装位置、作动器安装数量，并给出对应的减振效率，最后采用综合减振效率结合的方法筛选出最优作动器/被动吸振器安装位置和作动器安装数量，该方法使用简单，操作方便，优化出的安装位置准确，优化过程耗时短，并且独立于直升机机体结构，适用于不同的机型而不需做任何修改。

技术领域

本发明属于结构减振设计领域，特别是涉及一种主/被动减振装置最优位置优选。

背景技术

为了进行直升机振动主动控制系统设计,作动器的位置、数量、作动力方向等的选择是关键环节。由于直升机动力学模型节点规模大,人工计算选取的样本点非常有限,可能导致计算减振效率偏低,作动器安装位置可能产生偏差等，因此提高位置优选的可靠性和精确性,提高计算效率,并且减少振动主动控制位置优选过程的反复计算量,对整个振动主动控制系统设计具有非常重要的意义。

现有技术中，采用多目标优化和PCL开发技术，针对直升机结构振动控制作动器/被动吸振器安装位置优选，应用于最优减振效果设计，在实际使用过程中发现：作动器/被动吸振器安装位置实现方法工程应用性低，方法复杂度高，中间处理的数据量非常大，得到的结果在工程上基本不可实施。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种直升机振动主动控制位置优选方法，可有效优选出作动器/被动吸振器安装位置。位置优选方法主要由数据综合、传递函数计算、优化、数据库和分析与结果处理组成。

本发明的直升机振动主动控制位置优选方法，主通过直升机有限元模型，建立传递函数，其特征在于还包括如下步骤：

将传递函数和直升机飞行载荷作为输入，优化出作动器/被动吸振器安装位置、作动器安装数量，并给出对应的减振效率；

根据不同的飞行载荷、飞行状态，采用综合减振效率结合的方法筛选出最优作动器/被动吸振器安装位置和作动器安装数量。

优选的是，根据试验模态数据，通过修正直升机有限元模型的刚度、质量和质量分布使得有限元模型的计算模态与试验模态匹配，使用修正有限元模型提取传递函数计算模型矩阵。

在上述任一方案中优选的是，在根据传递函数计算模型矩阵计算不同组合作动器/被动吸振器安装位置、作动器安装数量的传递函数结果矩阵。

在上述任一方案中优选的是，将飞行载荷数据输入到直升机修正有限元模型中，计算直升机机体响应矩阵，将直升机机体响应矩阵，传递函数结果矩阵作为数据输入到优化算法中，以减振效率为优化参数，对作动器/被动吸振器安装位置、作动器安装数量进行评价优化，其评价优化公式为，

其中，gⁱ为第i个评价点处响应，为初始第i个评价点初始响应，η为减振效率，之后通过求η的最小值得到最优作动器/被动吸振器安装位置、作动器安装数量组合。

在上述任一方案中优选的是，将得到的最优作动器/被动吸振器安装位置、作动器安装数量组合作为输入，输入到公式中，

compare(MAX(F_j))

式中：κ为减振效率比，η₁、η₂...η_i为减振效率，F_i为作动器输出力，w₁、w₂...w_i为加权系数，分别对应不同飞行速度。

本发明的关键点：

1)有限元模型与试验数据结合提高传递函数计算的准确性；