基于非线性状态空间辨识的气动弹性模型降阶

发布时间：2025-01-19 15:27

　　 高维、非线性气动弹性系统的模型降阶是当前气动弹性力学与控制领域的研究热点之一.然而国内外现有的非线性模型降阶方法仍存在辨识算法复杂、精度有待提高等问题.本研究提出了一种基于非线性状态空间辨识的跨音速气动弹性模型降阶方法.首先,该方法基于非定常空气动力的单位脉冲响应数据,采用特征系统实现算法对非线性状态空间模型的线性动力学部分进行系统辨识.其次,引入状态和控制输入的非线性函数,采用优化算法对非线性函数的系数矩阵进行优化,进而得到考虑非线性效应的空气动力降阶模型.为了验证该降阶模型在预测跨音速气动弹性力学行为的精确性,本文以三维机翼为研究对象,分别从基于非线性降阶模型的气动力辨识、跨声速颤振边界计算和极限环振荡预测三方面进行了算例验证,并与现有的模型降阶方法进行了对比,进一步说明本文所提出方法的有效性.研究结果表明,该降阶模型对上述三类问题的计算精度与直接流-固耦合方法相吻合,可用于高效预测飞行器跨声速气动弹性力学行为.

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【部分图文】：

图1.3研究技术路线

南京航空航天大学硕士学位论文7擦、部件柔性等非线性因素对舵系统动态特性的影响。最后将舵系统整体的有限元模型导入并进行振动仿真分析，绘制频响函数曲线，对实验结果和仿真结果的偏差给出合理解释。该部分和第二章互为补充，分别研究了空气舵系统线性动力学理论模型和非线性动力学仿真模型。第四章....

图4.10极限环振荡的幅值和频率比较

南京航空航天大学硕士学位论文49(c)第一阶模态频谱(d)第二阶模态频谱图4.10极限环振荡的幅值和频率比较4.4小结为高效、高精度预测非线性气动弹性行为，本章发展了一种基于非线性状态空间辨识的气动弹性模型降阶方法。该降阶模型基于非定常气动力的单位脉冲响应数据，采用特征系统实现算....

本文编号：4029160