舵机动力学下的舵系统颤振分析方法比较

本文档探讨了"考虑舵机动力学的舵系统颤振特性分析"这一主题，发表于2011年8月的《北京航空航天大学学报》第37卷第8期。作者张新昔、吴志刚和杨超针对飞行器舵面的颤振特性与舵机动态特性之间的紧密关联进行了深入研究。他们认识到，当飞行器在高速飞行时，舵机的动力学特性对舵面颤振的影响不容忽视。 首先，他们提出了两种工程分析方法来处理这个问题。第一种是时域方法，这种方法涉及构建舵面和舵机耦合系统的状态矩阵模型，然后在不同的来流速度下对其稳定性进行评估。这种评估旨在捕捉舵系统在不同工作条件下的动态响应，从而预测可能的颤振行为。 第二种方法是频域方法，它更侧重于将舵机的复刚度特性纳入颤振方程中。这里采用的是改进的V-g法，这是一种用于解决非线性振动问题的有效工具。通过这种方法，研究者能够直接计算出舵系统在不同频率下的颤振响应，以便更精确地预测其振动特性。 通过对具体舵系统模型的数值计算，作者证实了这两种方法的有效性。结果表明，传统的仅考虑舵机扭转频率的刚度等效方法在处理舵面颤振分析时，其结果与考虑了舵机动力学特性的方法相比存在显著差异。这意味着在舵机动态性能较差的情况下，忽略舵机复刚度可能导致严重的颤振风险估计不准确。 论文的关键词包括颤振、舵面、舵机和复刚度，这些核心概念反映了研究的核心内容。此外，文章还被分类为V215.3，这表明其属于航空航天领域的振动和控制技术。整个研究强调了在飞行器设计和控制系统中，特别是在颤振分析中充分考虑舵机动力学的重要性，这对于确保飞行器安全和性能至关重要。