李哲 崔高伟 王鹏辉 谷迎松 洪良友 孙颖

基于内力法的伺服弹性快速计算方法

李哲1崔高伟1王鹏辉1谷迎松2洪良友1孙颖1

（1 北京强度环境研究所，北京 100076；2 西北工业大学航空学院，西安 710072）

对于带有飞行控制系统的飞行器，当其控制系统与结构弹性变形发生耦合时，会引起伺服弹性问题，直接影响飞行安全与品质。近年来，带有翼舵的飞行器凸显了结构柔性，激光和光纤类传感器提高了控制带宽，使得伺服弹性问题日益突出，给飞行器控制系统设计工作带来了挑战。鉴于此，采用分层求解，逐级验证的思路，建立了以内力法驱动的伺服弹性分析模型，并通过了地面伺服弹性试验结果的验证。相比ZAERO伺服弹性频域分析方法，该方法具有相同的精度，并可将伺服弹性计算效率提高75%。

伺服弹性模型；内力法；伺服弹性试验；频域方法；计算效率

0 引言

伺服弹性（SE）是气动伺服弹性（ASE）多场耦合稳定性问题的一个分支学科，涉及结构、控制、伺服等多个专业[1-3]。控制系统设计的初衷是通过传感器接收到的刚体运动信号控制飞行器飞行。但是，当结构弹性振动信号没有得到恰当处理，参与了飞行器控制时，会导致控制系统稳定裕度降低，影响飞行安全。民用航空等行业对气动伺服弹性幅值裕度、相位裕度都有严格的规定[4]，为了考核飞行控制系统的性能及支持气动伺服弹性模型的修正，必须开展飞行器的地面伺服弹性试验[5,6]。在控制系统优化设计时，需要一种伺服弹性快速计算方法来减少迭代次数，缩短设计周期。……