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基于压电叠层作动器的柔性自旋导弹振动控制

2021-09-07潘成龙荣吉利徐天富项大林

宇航学报 2021年7期
关键词:振动

潘成龙,荣吉利,徐天富,项大林

(1.北京理工大学宇航学院,北京100081;2.兵器工业集团航空弹药研究院,哈尔滨150030;3.北京宇航系统工程研究所,北京100076)

0 引 言

随着现代技术的发展和轻质复合材料的广泛应用,具有薄壁结构的柔性自旋导弹具有明显的弹性作用。由于飞行中的柔性旋转导弹会经受许多复杂的激励,例如发动机推力和湍流边界层压力,导弹将发生弹性变形并产生弹性振动。弹性振动会导致额外的力和力矩直接影响飞行器弹体。同时,振动信号通过测量装置引入自动驾驶仪,导致气动伺服弹性问题[1]。另外,弹性变形和刚体运动会发生耦合,引起刚体耦合效应,影响柔性导弹的稳定性。自旋导弹飞行时绕其纵轴低速旋转,自旋飞行能够减小非对称因素(推力、质量等引起偏心),简化控制系统,同时自旋也会引起锥形运动,严重时影响系统稳定性。文献[3]发现刚弹耦合效应影响自旋导弹的锥形运动。因此,有效抑制结构振动对于提高柔性自旋导弹的稳定性至关重要。

当前,被动控制和主动控制是抑制柔性导弹的振动的最流行的控制策略。被动控制中主要采用陷波滤波器[4-10],根据控制系统对滤波器的要求确定其中心频率,然后利用滤波器的零点与控制对象的高频极点对消。滤波器无法控制弹性振动,只能从滤噪的角度来降低弹性振动,此外,随燃料消耗和环境变化,弹体弹性振动频率随之改变,会降低滤波效果。陷波滤波器对弹性振动控制具有一定局限性。……

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