[发明专利]一种直升机减振装置及其控制方法

说明书

本发明提出了一种直升机减振装置及其控制方法。所述减振装置包括主减撑杆、第一测量元件、第二测量元件、控制器单元和主动控制力输出装置；通过第一测量元件、第二测量元件测量主减撑杆传递给所述机身的振动载荷信号和主动控制力输出装置的振动信号，通过控制器单元根据所述振动信号和所述振动载荷信号采用自适应前馈控制与反馈控制结合的方式控制所述主动控制力输出装置产生主动控制力，以消减机身振动载荷。本发明设置了主动控制力输出装置，通过驱动主动控制力输出装置实现传递至机身的旋翼‑主减动载荷的主动控制，克服了传统的主动控制直接驱动主减撑杆造成的控制性能差并增大旋翼‑主减系统的振动水平的技术缺陷，有效的降低了机身的振动水平。

技术领域

本发明涉及直升机振动主动控制技术领域，特别是涉及一种直升机减振装置及其控制方法。

背景技术

直升机飞行过程中，机体振动及舱内噪声非常严重，旋翼及主减动载荷是直升机机体振动及舱内噪声的最主要振源。直升机主减撑杆是直升机旋翼及主减动载荷传递至机身的必然路径，对主减撑杆施加控制是降低传递至机身的动载荷，降低机身振动及舱内噪声的有效措施。直升机主减撑杆等传力路径上的被动隔振措施如机械式动力反共振、液弹隔振器、节点梁式隔振等技术措施已成功应用于直升机振动控制，但被动控制技术附加重量大、减振频率窄，无法满足复杂条件、高性能控制要求。

与被动隔振相比，主动控制具有适应性强、隔振效果好、控制频带宽等优点，成为振动控制领域的重要发展方向。液压作动器和压电叠层作动器作为双点型作动器已被应用于驱动直升机主减撑杆实现旋翼动载荷控制，但直接驱动撑杆结构，对传力路径而言控制力表现为内力，控制性能差且高度依赖于旋翼-主减和机体结构的动力学特性，且在降低机体振动的同时有增大旋翼-主减系统的振动水平情况。

发明内容

本发明的目的是提供一种直升机减振装置及其控制方法，以实现传递至机身的旋翼-主减动载荷的主动控制，克服传统的主动控制直接驱动主减撑杆造成的控制性能差并增大旋翼-主减系统的振动水平的技术缺陷，有效的降低机身的振动水平。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种直升机减振装置，所述减振装置包括：

主减撑杆、第一测量元件、第二测量元件、控制器单元和主动控制力输出装置；

所述主减撑杆的一端铰接于直升机的主减速器，所述主减撑杆的另一端铰接于直升机的机身；

所述主动控制力输出装置与所述主减撑杆固定连接；

所述第一测量元件设置于所述主减撑杆与直升机的机身之间，并与所述控制器单元连接，所述第一测量元件用于测量所述主减撑杆传递给所述机身的振动载荷信号，并将所述振动载荷信号发送给所述控制器单元；

所述第二测量元件设置于所述主动控制力输出装置上，并与所述控制器单元连接，所述第二测量元件用于测量所述主动控制力输出装置的振动信号，并将所述振动信号输出给所述控制器单元；

所述控制器单元与所述主动控制力输出装置连接，用于根据所述振动信号和所述振动载荷信号采用自适应前馈控制与反馈控制结合的方式控制所述主动控制力输出装置产生主动振动，以消减机身振动。

可选的，所述控制器单元包括A/D转换器、数字信号处理器、D/A转换器和功率放大器；

所述A/D转换器分别与所述第一测量元件、第二测量元件和所述数字信号处理器连接；所述数字信号处理器与所述D/A转换器连接，所述D/A转换器与所述功率放大器连接，所述功率放大器与所述主动控制力输出装置连接。

可选的，所述控制器单元还包括信号调理器和滤波器；