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非线性气动弹性系统的辨识与响应问题

李治涛  
【摘要】:由于非线性的复杂性以及许多非线性机理尚不清楚,因此基于试验数据建立非线性气动弹性模型是行之有效的方法。本文就是基于气动弹性系统的输入输出数据,利用Block-Oriented模型辨识方法从试验数据中辨识出非线性气动弹性模型。同时,研究了非线性气动弹性系统的响应问题。 首先,假设非线性气动弹性系统中的非线性是系统输出或状态的非线性函数,将非线性气动弹性方程推导为Block-Oriented模型形式,建立Block-Oriented模型辨识非线性气动弹性系统的基本框架。详细推导了非迭代的Hammerstein模型,Wiener模型和Feedback Block-Oriented模型的辨识过程。同时,介绍了如何由先验的极点信息构造正交基函数。 在非线性气动弹性系统模型辨识中,Hammerstein模型,Wiener模型和Feedback Block-Oriented模型中的非线性算子表示为系统输入或者系统输出的多项式函数,线性时不变系统由先验的极点信息构造的正交基函数表示,利用最小二乘估计(LSE)和奇异值分解(SVD)的方法得到需要估计的参数。非线性二元翼段和非线性机翼算例验证上述方法的有效性。最后,研究非线性气动弹性系统的响应问题。非线性气动弹性系统相应的线性模型,用V ? g法计算系统的颤振速度和颤振频率。对非线性气动弹性系统,研究了在初始条件下极限环振荡出现的速度范围,极限环振荡的频率和幅值与出现极限环的速度之间的变化规律。


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