检索结果-内蒙古大学图书馆

作者：姜尔东大连理工大学

学位级别：硕士

跨声速风洞试验模型通常采用支杆尾撑方式,系统刚度低,进入大攻角试验状态时,在气流脉动载荷作用下,极易产生剧烈低频振动,直接影响模型载荷测量结果的准确性和试验安全性。在模型支杆系统振动的主、被动抑制方法中,采用压电陶瓷作动器... 详细信息

跨声速风洞试验模型通常采用支杆尾撑方式,系统刚度低,进入大攻角试验状态时,在气流脉动载荷作用下,极易产生剧烈低频振动,直接影响模型载荷测量结果的准确性和试验安全性。在模型支杆系统振动的主、被动抑制方法中,采用压电陶瓷作动器进行主动控制是抑振效果较好措施之一。本文在分析支杆抑振原理的基础上,提出基于叠堆式压电陶瓷作动器的外套式结构抑振器,构建实时控制系统,对抑振系统性能进行实验研究。 (1)首先介绍了压电效应原理和叠堆式压电陶瓷作动器的输出特性,结合支杆变形的材料力学分析,推导出作动器致支杆变形方程,利用此变形即可消减气动脉动载荷在支杆末端产生的挠度。以此为原理,针对国内某型号模型支杆系统,设计外套式结构主动抑振器,并优化其安装布局形式。对所设计的抑振器的静态性能进行仿真分析,以验证方程推导和抑振器设计的合理性。 (2)基于风洞气动载荷的特点,构建一套由支杆振动测量、信号处理与放大到作动器输出反向位移的闭环控制系统。为主动抑振器匹配高实时性的系统硬件,针对作动器驱动位移滞后的问题,设计具有超前补偿能力的基于PD调节器的控制程序。为评价主动抑振系统性能,提出锤击法和激振法两种地面实验方法,给出对应的抑振器性能评价指标,搭建地面实验平台。 (3)对主动抑振器进行地面实验的研究。主动抑振器的基本输出性能与理论计算和静力仿真的结果接近,使用锤击法和激振法模拟脉动载荷对模型支杆系统进行实验,证明抑振器具有提高支杆系统阻尼,衰减模型在俯仰和偏摆两个方向上振动振幅的能力。在模型振动的俯仰方向上,抑振器将模型支杆系统俯仰方向阻尼比由0.009最多提高到0.092,抑振后剩余振幅比例最低为19.7%。探究风洞实验温降对主动抑振器性能产生的不良影响,并通过整定新的控制系统参数对这一影响进行补偿。

关键词：主动振动抑制压电陶瓷作动器风洞试验支杆振动

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风洞模型主动抑振器的设计与实验

引用

光学精密工程 2015年第10期23卷 2895-2901页

作者：刘巍毕晓丹贾振元刘伟国大连理工大学机械工程学院辽宁大连116023

研究了风洞模型主动振动的抑制原理,并结合叠堆式压电陶瓷作动器的压电效应设计了一套并联式主动抑振器。首先,针对模型支杆系统及其动力学特征,分析了支杆抑振原理,提出了一种基于叠堆式压电陶瓷作动器的风洞模型抑振器。然后,构建了... 详细信息

研究了风洞模型主动振动的抑制原理,并结合叠堆式压电陶瓷作动器的压电效应设计了一套并联式主动抑振器。首先,针对模型支杆系统及其动力学特征,分析了支杆抑振原理,提出了一种基于叠堆式压电陶瓷作动器的风洞模型抑振器。然后,构建了抑振器实时控制系统,针对其驱动位移滞后的特点,研究了基于PD调节器的控制方法。最后,搭建了地面实验平台,利用锤击法和激振法对抑振器进行了地面实验。实验结果表明:抑振器具有提高支杆系统阻尼的能力,对风洞模型在俯仰和偏航两个方向上的抑振效果明显,特别是俯仰方向上,抑制器工作后系统阻尼比可由0.009提高到0.092,抑振后剩余振幅比例约为25%。试验结果验证了该风洞模型主动抑振器的可行性与有效性。

关键词：风洞试验主动振动抑制主动抑制器压电陶瓷作动器支杆振动

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