变截面悬臂梁结构动载荷辨识方法

• 作者: 吴肖 曾捷 李明 胡子康 胡锡涛
• 来源期刊: 航空学报
• 学科: 航空航天
• 关键词: 变截面悬臂梁结构 光纤光栅传感器 卡尔曼滤波器 动载荷识别 递归最小二乘法
• 年，卷（期）: 2020,（9）
• 所属期刊栏目: 固体力学与飞行总体设计
• 页码范围: 143-153
• 页数: 11页
• 分类号: V214
• 语种: 中文

摘要

在航空航天领域,作用在结构上动载荷的确定对结构健康监测是非常必要和重要的.为此,本文以类似机翼结构的变截面悬臂梁结构为研究对象,提出了一种基于光纤光栅传感器与卡尔曼滤波器的动载荷识别方法.首先,根据变截面梁单元形式,推导出变截面梁的质量矩阵与刚度矩阵,建立动力学运动方程.然后,以光纤光栅传感器测得的应变信息作为观测信号,通过卡尔曼滤波器生成的增益矩阵、新息序列矩阵以及协方差矩阵,得到灵敏度矩阵和估计力的增益矩阵.在此基础上,利用广义回归模型及其最小二乘算法,估算出动载荷大小、判断出动载荷激励位置.借助数值仿真与实验手段,分别验证了该方法对于单点正弦激励、方波激励、锯齿波激励以及多点同时激励等工况下的动载荷识别效果.结果 表明,本文所提算法具有较好的动载荷识别效果和噪声抑制能力,能够为未来风洞试验和真实飞行试验环境中诸如大展弦比机翼表面气动压力等载荷实时辨识、气动外形自适应控制以及结构健康监测提供技术支撑.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	曾捷	南京航空航天大学机械结构力学及控制国家重点实验室	83	561	13.0	20.0
2	李明	中国航空综合技术研究所装备服务产品部	42	84	5.0	7.0
3	吴肖	南京航空航天大学机械结构力学及控制国家重点实验室	2	1	1.0	1.0
4	胡子康	南京航空航天大学机械结构力学及控制国家重点实验室	1	0	0.0	0.0
5	胡锡涛	南京航空航天大学机械结构力学及控制国家重点实验室	2	1	1.0	1.0