[发明专利]一种突风响应地面模拟试验方法

权利要求书

1.一种突风响应地面模拟试验方法，其特征在于，通过在待测试结构上布置传感器以测试待测试结构的响应信号，利用待测试结构的响应信号通过气动力重构模块计算结构振动引起的非定常气动力，引入突风激励模型，将突风激励与振动引起的非定常气动力叠加，通过激振器施加在待测试结构上，为保证气动力的准确加载，对激振器的输出力进行闭环控制，通过给定试验的测试条件，记录结构的位移响应信号即为突风激励下的响应；

包括如下步骤：

步骤1：针对待测试结构，利用有限元方法进行突风响应分析，获得给定飞行状态和激励下的突风响应的分析结果；

步骤2：将步骤1的结果作为优化的目标函数，优化变量为激振器和传感器的位置和数量，采用遗传算法进行优化，获得最优的激振器和传感器的布置方案；

步骤3：利用步骤2获得的激振器和传感器的布置方案，对力插值和响应插值矩阵进行降阶处理，将非定常气动力影响系数矩阵前乘响应插值矩阵后乘力插值矩阵，获得降阶后气动力的频域模型；

步骤4：利用最小状态法将步骤3获得的频域模型拟合到时域中，获得气动力的时域模型；

步骤5：按照步骤2获得的激振器和传感器布置方案进行安装，对各子系统进行联接；各子系统包括：半实物仿真系统、功率放大器、激振器、力传感器、待测试结构，通过半实物仿真系统中的信号源产生电压信号，利用该电压信号驱动功率放大器进行功率放大，驱动激振器给待测试结构施加激励，利用布置在激振器和待测试结构之间的力传感器记录激励力的幅值，利用数据采集系统采集信号源信号和激励力信号用于模型辨识和控制器设计；

步骤6：通过半实物仿真系统(2)给功率放大器施加激励信号，测试激振器作用在待测试结构上的响应，并设计控制器；

步骤7：在气动力重构模块中设置待测试结构的飞行状态，将模型下载至半实物仿真系统并进行试验，记录待测试结构(1)的位移响应信号，与分析结果进行对比。

2.如权利要求1所述的一种突风响应地面模拟试验方法，其特征在于，所述传感器采用加速度和位移传感器，速度信号通过加速度积分或位移微分间接得到。

3.如权利要求1所述的一种突风响应地面模拟试验方法，其特征在于，步骤7中飞行状态包括高度、马赫数。