航空动力信号在静动态测量中的获取与处理的研究

【类型】学位论文

【作者】艾哈迈德 

【关键词】 数据采集系统 静态航空测量 动态航空测量 压力传感器 数据处理 反向阶跃控制器

【摘要】测量技术是科学研究工作的重要基础。通过对飞机模型更好的测试，现代航空结构的发展在过去几年已获得很大地提高。在动态和静态气动力环境下，通过连续的俯仰操纵，实现对模型的更高精度测量，将是未来发展的重要需求。为此本文提出了两种改进风动测试性能的技术。第一项技术为连续俯仰操纵。它通过利用连续俯仰角增加风洞的利用效能，加速设计周期，可获得更接近实际的更为实际的飞行仿真。第二项技术则是提高动态测试设备的测试精度。随着空气动力性能中百分比增益的变小，高精度的参数测量将显得更为重要。此外，模型位置和液体流动的控制方程也需要更加精确的表示。因此，高精度的动态测试设备必不可少。本文对具有连续俯仰位置的测试点进行测试的难点，并对数据采集系统（DAS）的性能提出要求，如采样速度、测量精度、触发的灵活性、控制算法的适应性、模型的控制性能等，并进行了举例说明。 本文在静动态的航空动力测试环境下，利用连续俯仰操作，设计了数据采集系统。设计中考虑了采样速度、放大、过滤和反失真等因素，并在风洞中进行了实验。对于所采集的数据，运用特殊的技术来处理，暂态信号则采用平滑技术，并利用数字滤波技术提取待测模型的气动力系数。本文利用两种运动——连续俯仰运动与轴向运动，建立了对象尾撑模型,并设计了PI控制器与反向阶跃控制器。通过仿真测试，验证了所设计控制器的效果,结果表明反向阶跃控制器具有更好精确度。在传感器选择方面，基于硅材料的微电子传感器精确度高且价格低廉，为机械领域和电气系统提供了很好的接口。本文设计了具有初步感知单位E型圆形隔膜的硅谐振式压力传感器，并建立了梁模型，仿真验证了设计和计算的正确性。

【学位名称】博士

【学位授予单位】北京航空航天大学

【学位授予年度】2016

【导师姓名】袁海文

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