多维振动环境试验中的结构模态分析

将导弹和振动台简化为两个子系统,分别表示为非均匀梁和弹簧质量集中参数模型。利用子系统阻抗综合原理,建立反映导弹多维振动环境试验的分析模型。给出所能提炼出的特征参数:频响函数、传递率和响应互谱。选取模型的物理参数为战术导弹和振动台的典型值,模拟飞行工况进行数值分析。通过均匀梁的两点激振试验,表明基础激励模态估计的测量方便,同样适用于有限元模型的修改;基于频响函数分析的模态估计需要测量两个子系统的界面力,使试验的难度大大增加;工作模态的估计结果受激励点之间的相干影响较大。     

基于频响函数灵敏度分析的鱼雷模型有限元模型修正

引入试验和有限元模型的频响函数形状和幅值相关系数,推导了频响函数相关系数的灵敏度分析方程,建立了鱼雷模型的结构有限元模型,利用少量试验数据,对初始有限元模型的壳体厚度、弹性模量等参数进行修正,修正后的频响函数相关系数明显提高。鱼雷模型的模态试验结果表明,有限元模型修正后的固有频率计算与试验结果的相对误差小于1.5%,为鱼雷模型振动传递、水下声辐射预报的准确性奠定了基础。     

基于Nastran动力学优化的频响函数模型修正方法

在MSC.Nastran的动力学优化设计功能的基础上,采用加速度频响函数的模型修正方法,以频响函数试验结果为目标函数,以结构参数为设计变量,在某双星系统有限元模型基础上构建优化模型,进行动力学优化设计,达到修正模型的目的.优化后模型分析结果无论是共振频率还是幅值均与试验数据吻合很好,并且模型修正的过程简单,实用性强,具有广阔的工程应用前景.     

结构热模态试验数据处理的工程方法

针对热模态试验中结构的模态参数随时间发生变化,常温模态试验的参数识别方法不再适用于热模态试验数据的处理的问题,对时变结构模态参数识别方法进行研究,提供了一种工程化的方法。在成熟的时变结构模态参数识别方法及工程化软件研制成功之前,利用＂时间凝固法＂得到系统在每一时刻的伪模态参数,并进一步分析得到伪模态参数随时间和温度的变化规律与范围,可以作为时变结构模态参数的工程近似解。     

弹性飞行器气动参数与弹性模态的交替估计

利用指示函数的概念和 Duhamel 积分,描述了任意的非定常气动力过程.结合有限维正则弹性弯曲模态方程,提出了以地面测试的弹性模态为初值、同时估计弹性模态和气动参数的交替估计方法.通过仿真算例证实了该方法的有效性.     

基于时序模型的火工品贮存可靠性分析方法

火工品具有寿命长且可靠性高的特点,为了提高其贮存可靠性分析的精确性,研究了火工品及其贮存可靠性的特点,利用感度试验数据,给出了基于时序模型的火工品贮存可靠性分析方法。该方法利用升降法试验数据给出了感度分布参数的极大似然估计,并结合先验信息给出了刻度参数的收缩估计。数值模拟结果表明,在一定条件下,收缩估计具有更优的统计性质。采用时序模型来描述感度分布参数随贮存时间的变化趋势;结合分布参数的估计值给出了模型参数的最小二乘估计;然后利用该模型对分布参数进行外推。结合信仰推断方法,给出了火工品贮存可靠度置信下限。数值算例表明该方法合理、可行,可用于高可靠性火工品的贮存可靠性分析。     

装甲车辆故障随机过程分析

为合理建立装甲车辆的维修方案,分析了装甲车辆在一个大修区间内的故障随机过程。在3个假设条件下,分别用泊松过程及指数多项式函数来描述装甲车辆故障随机过程及其故障强度函数,并且给出了故障随机过程模型中未知参数及模型阶数的估计方法,从而为确立装甲车辆的维修时机提供了理论依据和估计参数的切实的方案。     

基于混合优化算法的小子样复杂规律建模方法

针对在高速飞行器建模及动力学特性分析过程中,用多项式拟合方法求解飞行器小子样复杂规律建模问题的不足,提出了基于混合优化算法的高速飞行器数据拟合的新思路,即将建模中气动、动力小子样参数拟合问题转化为最短路径的优化问题,要求拟合出来的函数经过各数据节点的同时,走最短的路径,从而将数据拟合问题转化为非线性优化问题。该方法突破了传统多项式拟合阶次小于节点数的限制,获得了能够准确反映模型特性的平滑曲线。鉴于混合优化算法（仿生优化算法与序列二次规划的局部优化算法相结合）收敛半径大、优化精度高等优点,以某型高速飞行器小子样气动参数点为例,采用混合优化算法进行优化,在飞行器建模及动力学特性分析中用拟合得到的模型计算气动参数,可大大提高计算精度,仿真试验亦取得了满意的效果。     

基于泛函序列时变自回归滑动平均模型的弹箭时变模态参数递推估计方法

随着弹簧系统朝着大型化、高速化、智能化发展,飞行状态下弹箭系统的固有特性对整体结构的影响不可忽视。针对弹箭在飞行状态下的时变模态参数辨识问题进行研究,基于泛函序列时变自回归滑动平均（FS-TARMA）模型,提出一种时变模态参数的递推估计方法。该方法采用墨西哥帽小波基作为TARMA模型时变系数的空间基底,并借鉴于无结构化TARMA模型递推估计思想,将投影参数矩阵视为振动响应数据长度的变量,实现了投影参数矩阵的递推估计。通过有限单元法建立阿里安V号芯级运载火箭时变有限元模型,对所提方法进行验证。结果表明：递推辨识方法与传统批量算法相比,在辨识精度上,3阶模态频率辨识结果最大相对误差在5%以内;在计算效率上,递推辨识方法的计算时间缩短了9.38倍。     

基于广义最小二乘法的空空导弹幅值滤波器设计方法

空空导弹在飞行的过程中,由于弹体弹性模态时变特性而引起幅值滤波器参数无法预先精确设置,导致滤波器滤波效果减弱。针对这一问题,本文首先建立了空空导弹的纵向刚体和弹性体混合数学模型,在此基础上,借鉴最小二乘法在线估计弹性模态参数的方法,提出了广义最小二乘法在线估计的改进措施,解决了弹体弹性模态求解过程中由于扰动等因素带来的有色噪声干扰问题。同时,在控制系统结构中引入振荡模态角频率反馈模块,实时修正滤波器中心频率,提高了滤波效果。通过六自由度仿真算例验证该方法的可行性。     

双星导航与捷联惯导系统在快速载体组合制导中的应用研究

利用卫星导航信息修正惯导信息是一种常用的信息融合方法.以捷联惯导(SINS)为基础,结合双星定位系统的特点,为了满足高动态载体高精度定位的需求,对于所提供的导航信息要求提供对应的延迟时间.分别建立了SINS和双星系统的导航方程,分析了它们的误差组成与特性.以此为基础,把双星导航与惯导导航数据中的位置差数据建立成时变参数的时间二次多项式形式,根据它们采样周期不一致的特点,并且双星导航数据时间间隔存在一定随机性的问题,采用递推最小二乘法(RLS)对位置误差模型的参数进行估计,进而得到临近周期实时补偿的位置与速度误差函数,与SINS数据复合就得到了融合后的高精度数据.该方法不需要对于误差的先验知识有所了解.仿真结果说明了这种方法的有效性.     

消除传感器附加质量影响的机枪动力特性测试技术

消除传感器附加质量对机枪模态参数识别结果影响的方法,基于LMS系统建立其模态试验系统.全枪模态试验通过单点瞬态激励、多点测量方法,测出机枪上各测点的频响函数,识别出机枪的各阶模态参数.为提高频响函数的信噪比和锤击激振的测试精度,可对激励信号加力窗处理.利用负延时触发采样以捕捉到完整的冲击力波形,对响应信号加指数窗处理可解决响应信号衰减过快引起的泄漏问题.     

双星导航与捷联惯导系统在快速载体组合制导中的应用研究

利用卫星导航信息修正惯导信息是一种常用的信息融合方法。以捷联惯导(SINS)为基础，结合双星定位系统的特点，为了满足高动态载体高精度定位的需求，对于所提供的导航信息要求提供对应的延迟时间。分别建立了SINS和双星系统的导航方程，分析了它们的误差组成与特性。以此为基础，把双星导航与惯导导航数据中的位置差数据建立成时变参数的时间二次多项式形式，根据它们采样周期不一致的特点，并且双星导航数据时间间隔存在一定随机性的问题，采用递推最小二乘法(RLS)对位置误差模型的参数进行估计，进而得到临近周期实时补偿的位置与速度误差函数，与SINS数据复合就得到了融合后的高精度数据。该方法不需要对于误差的先验知识有所了解。『方真结果说明了这种方法的有效性。     

时间序列分析在导弹结构模态识别中的应用

在应用时间序列分析识别导弹的弹体结构模态时,AR模型阶数的选择和ARMA模型系数的求解对识别结果有很大影响,在综合比较各种模型定阶方法的基础上,选择奇异值分解法确定AR模型阶数,并使用总体最小二乘法求解模型系数。利用导弹飞行试验实测数据进行仿真实验,证明应用该方法所确定的模型阶数较为合理,对导弹结构模态参数识别取得了理想的效果。     

用于RAM目标跟踪数据滤波的模型参数自适应CMUKF算法

C-RAM系统对RAM目标跟踪数据滤波算法有精度高、收敛快的要求。弹道系数未知造成模型不准确会导致传统滤波方法难以满足要求,针对不能准确辨识弹道系数的情况,提出了一种模型参数自适应的RAM目标跟踪数据滤波方法。该方法使用量测转换无迹卡尔曼滤波算法(CMUKF)对系统状态进行估计,在无迹卡尔曼滤波(UKF)的框架下使用最小二乘递推辨识算法(RLS)在线辨识弹道系数,形成了模型参数自适应,并对辨识出的弹道系数进行二次滤波,提高了弹道系数的辨识精度。将本文算法与传统C-RAM中的跟踪数据滤波算法比较,仿真结果表明该算法提高了估计精度,且具有良好的鲁棒性和较少的执行时间。     

一种基于Hermite函数约束的光学经纬仪多站定位方法研究

传统光学几何交会方法中采用的方向余弦定位法因其算法简单清晰一直广泛应用于工程实践,但该方法受空间几何关系影响较大,对测元误差抑制能力差,因此定位精度并不理想,而且不能多站同时定位计算。为此提出一种基于Hermite函数约束的光学经纬仪多站定位解算方法,称为函数约束误差模型弹道最佳估计（EMBET）方法。该方法首先在采用Hermite函数表征目标定位参数以压缩待估参数数量的基础上进而实现对光学经纬仪测元的数学表征,然后将多站多测元观测数据组成联合测量方程,最后依据最小二乘准则优化解算方程获取目标定位参数,并具有对测元系统误差校准的能力。结合仿真实例计算,对方向余弦定位方法和函数约束EMBET方法进行了比较分析,验证了函数约束EMBET方法在光学经纬仪多站定位中具有更高的定位精度和更强的实用性,为工程应用提供了参考依据。     

通过在单个点上的动力试验来识别结构模态参数

本文论述一个具有任意粘性阻尼和振动频率几乎重合的结构在单点动态试验后进行模态参数的识别问题。阻尼值不一定很低,并且不采用可在保守结构固有振型的基础上使阻尼矩阵对角线化的限制条件。结构数学模型的迁移率-位移函数系数是利用理论值与实验结果的最小二乘配合来计算的。建立了误差的变分公式,以此通过使形式为J(Z)=1\2(AZ,Z)-(b,z)的二次泛函取极小值的方法来估价未知的系数。式中,A和b分别是实验数据的非负定矩阵和矢量函数:Z代表要识别的系数矢量。然后,把识别出的迁移率一位移函数分解成有理分式就可得到模态系数。本文列举了按模态试验结果来识别的一些例子,以说明该方法在困难情况了评价结构模态特性的精确值的情况。     

弹体结构的模态参数识别

本文用模态分析的方法,通过实际测试建立了弹丸—引信系统的数学模型。并介绍了敲击激振、FFT导纳频响数据处理的模态分析技术的原理和方法。作为实例,文中给出了识别82迫弹模型的模态参数结果及传递函数优化拟合曲线。     

基于多片ADSP的PPS雷达信号参数估计算法实现

采用四片ADSP-TS101S构成的雷达信号参数估计平台,实现了基于三次相位函数的多项式相位信号参数估计算法。该算法只需要通过二阶非线性变换即可实现PPS的参数估计。硬件实验表明,该算法可在低信噪比条件下准确地估计PPS参数,并且通过多片流水式的并行处理,最大限度地节省了估计时间。     

导弹飞行过程中动态载荷识别方法

导弹在飞行过程中的外部载荷会导致结构振动,从而引发燃烧不稳定。为了更好地理解燃烧不稳定性,预测外部载荷是很重要的。该文提出了一种基于神经网络的动态载荷识别方法。首先,设计并加工了导弹模型,进行有限元模态分析与模态试验,提取典型模态振动频率,验证了所使用有限元模型的合理性。该方法基于有限元模型开展仿真计算,神经网络由仿真结果中的足够样本数据训练,从而使神经网络能够识别典型载荷。搭建地面试验系统,开展地面激励实验获取相关数据,首先进行典型载荷识别,相对误差可达1.21%,验证了所训练神经网络的准确性和试验系统的可行性。随后对随机载荷进行识别,结果表明,用所提方法识别随机动载荷相对误差小于1.82%,该载荷识别方法具有良好的识别能力。对于导弹结构设计和发动机燃烧不稳定的预测具有重要意义。