CN114993603A - 大展弦比模型纵向振动前后减振器配合控制方法及系统 - Google Patents

大展弦比模型纵向振动前后减振器配合控制方法及系统 Download PDF

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CN114993603A CN202210922741.XA CN202210922741A CN114993603A CN 114993603 A CN114993603 A CN 114993603A CN 202210922741 A CN202210922741 A CN 202210922741A CN 114993603 A CN114993603 A CN 114993603A
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Abstract

大展弦比模型纵向振动前后减振器配合控制方法及系统，属于风洞实验领域。本发明通过粘贴在“模型‑天平系统”质心的加速度计和“模型‑天平‑支杆系统”质心的加速度计信号作为反馈信号，根据力矩平衡原理，分别驱动位于天平、支杆中间的前置减振器和位于支杆、中部支架的后置减振器，可以有效针对“模型‑天平‑支杆系统”的不同位置的振动决定减振器输出，实现对风洞试验大展弦比模型纵向振动的前后减振器配合控制，并合理分配给压电陶瓷的控制信号，延长压电陶瓷的使用寿命。

Description

大展弦比模型纵向振动前后减振器配合控制方法及系统
技术领域
本发明涉及一种大展弦比模型纵向振动前置减振器和后置减振器配合控制方法及系统，属于风洞实验技术领域。
背景技术
大型民用飞机普遍具有大展弦比机翼的特点，由于展弦比大，机翼根部弯矩大，同时采用复合材料结构，都会给结构设计带来许多新问题，因此在设计阶段需要不断进行风洞试验，对大展弦比模型进行模型模拟，按结构受力特点，选择合适的结构布局形式，为民用飞机机翼设计提供重要指导。
大展弦比民机模型在宽频气流脉动激励作用下，在俯仰或偏航等多个自由度上都会发生振动，需要研制具有模块化特点、对支杆外形和刚度特性影响小、具有高的载荷输出能力、具有较宽的频率调节范围的振动抑制系统。为了使纵向试验的迎角范围扩大到抖振迎角，需要开展前置减振器和后置减振器组合抑振算法研究。
2007年NASA NTF研究所S .Balakrishna等人在《Development of a Wind TunnelActive Vibration Reduction System》中提出了采用测力天平作为振动信号采集器并将采集的信号作为反馈信号实现模型振动的主动控制。但是天平信号非常微弱，极易受到高压压电陶瓷驱动信号的干扰，且风洞环境复杂，具有强电场与强磁场，影响到振动信号的反馈，进而造成高压压电陶瓷抑振器控制的不准确，影响振动抑制的效果。2013年南京航空航天大学涂凡凡、宋静、陈卫东等人在《人工神经网络在压电主动减振系统中的应用研究》和《基于迭代学习控制的振动主动控制技术研究》中采用加速度传感器测量振动信号并反馈给控制器来实现模型振动的主动控制。但是该方案仅在支杆一处安装压电抑振器。2020年大连理工大学刘巍、姜雨丰、刘惟肖等人在《一种风洞支杆的前后置抑振器协同抑振方法》中采用加速度两次积分的方式获得支杆尾端的瞬时位移，进而求得支杆转角瞬时偏差，但是该方案仅在模型头部布置一个加速度计，不能准确反映“模型-天平系统”和“模型-天平-支杆系统”的振动情况，而且加速度计的两次积分可能会引入较大的误差，影响实际的振动抑制效果。
发明内容
本发明旨在提出一种风洞模型纵向振动前后减振器配合控制方法，也是一种风洞支杆的前置减振器和后置减振器协同抑振方法，采用有限元分析方法获得“模型-天平系统”和“模型-天平-支杆系统”的质心，将两个加速度计分别布置在相应系统的质心。通过采集加速度传感器数据获得风洞模型振动的加速度，以此作为反馈信号，并通过控制器滤波和计算，向前置减振器和后置减振器发送控制信号，经过各自功率放大器放大，再作用在前置减振器和后置减振器的压电陶瓷。保证压电陶瓷输出的力矩可以抵消模型的振动力矩，产生对风洞 “模型-天平-支杆系统”振动的抑制作用。由于加速度计位于质心附近，测得的加速度信号能真实反映系统的振动状态，经过滤波的加速度计信号有效去除了电磁干扰，适合在实际风洞实验测量中的应用。在下文中给出了关于本发明的简要概述，以便提供关于本发明的某些方面的基本理解。应当理解，这个概述并不是关于本发明的穷举性概述。它并不是意图确定本发明的关键或重要部分，也不是意图限定本发明的范围。
本发明的技术方案：
一种大展弦比模型纵向振动前后减振器配合控制方法，包括以下步骤：
步骤S1、搭建大展弦比模型纵向振动前置减振器和后置减振器机械系统；
将压电陶瓷安装于前置减振器和后置减振器，并进行压电陶瓷预紧，后置减振器安装于弯刀中部支架，然后依次安装支杆、前置减振器、天平和模型，采用有限元分析方法获得“模型-天平系统” 组合体和“模型-天平-支杆系统” 组合体的质心，将两个加速度计分别布置在相应系统的质心；
步骤S2、分别计算前置减振器应输出力、后置减振器应输出力、前置减振器压电陶瓷控制信号和后置减振器压电陶瓷控制信号；
采用粘贴在“模型-天平系统”质心的加速度计信号作为前置减振器控制系统的反馈信号，计算前置减振器应输出力及前置减振器压电陶瓷控制信号；
采用粘贴在“模型-天平-支杆系统”质心的加速度计信号作为后置减振器控制系统的反馈信号，计算后置减振器应输出力及后置减振器压电陶瓷控制信号 ；
步骤S3、完成风洞模型振动主动抑制；
计算出前置减振器和后置减振器的力矩分配，经各自功率放大器进行信号放大，传输至前置减振器和后置减振器，实现风洞模型振动主动抑制。
优选的：步骤S2中，前置减振器应输出力及前置减振器压电陶瓷控制信号的计算方法为：
采用粘贴在“模型-天平系统”质心的加速度计信号作为前置减振器控制系统的反馈信号，通过滤波算法处理的加速度信号进入前置减振器的控制系统，利用力矩平衡原理进行“模型-天平系统”的振动控制；
则根据滤波后的加速度值，可得前置减振器在某一时刻输出的力为：
Figure 371996DEST_PATH_IMAGE001
（1）
其中，
Figure 272956DEST_PATH_IMAGE002
为前置减振器压电陶瓷应输出的力，
Figure 475136DEST_PATH_IMAGE003
是“模型-天平系统”的质量，
Figure 68928DEST_PATH_IMAGE004
是粘贴在“模型-天平系统”质心的加速度计测得的纵向加速度信号，
Figure 474502DEST_PATH_IMAGE005
是“模型-天平系统”质心到前置减振器的距离，
Figure 195464DEST_PATH_IMAGE006
是前置减振器压电陶瓷作用点到水平中心线的距离；
压电陶瓷的输出力和控制信号的关系按线性考虑，则压电陶瓷的控制信号为：
Figure 737304DEST_PATH_IMAGE007
（2）
其中，
Figure 236418DEST_PATH_IMAGE008
为前置减振器压电陶瓷的控制信号，
Figure 381485DEST_PATH_IMAGE009
为前置减振器压电陶瓷输出力与控制信号的对应线性系数。
优选的：步骤S2中，后置减振器应输出力及后置减振器压电陶瓷控制信号的计算方法为：
采用粘贴在“模型-天平-支杆系统”质心的加速度计信号作为后置减振器控制系统的反馈信号，通过滤波算法处理的加速度信号进入后置减振器的控制系统，利用力矩平衡原理进行“模型-天平-支杆系统”的振动控制；
则根据滤波后的加速度值，可得后置减振器在某一时刻输出的力为：
Figure 358669DEST_PATH_IMAGE010
（3）
其中，
Figure 286173DEST_PATH_IMAGE011
为后置减振器压电陶瓷应输出的力，
Figure 972501DEST_PATH_IMAGE012
是“模型-天平-支杆系统”的质量，
Figure 352666DEST_PATH_IMAGE013
是粘贴在“模型-天平-支杆系统”的质心的加速度计测得的纵向加速度信号，
Figure 399120DEST_PATH_IMAGE014
是“模型-天平-支杆系统”质心到后置减振器的距离，
Figure 164819DEST_PATH_IMAGE015
是后置减振器压电陶瓷作用点到水平中心线的距离；
压电陶瓷的输出力和控制信号的关系按线性考虑，则压电陶瓷的控制信号为：
Figure 271316DEST_PATH_IMAGE016
（4）
其中，
Figure 873198DEST_PATH_IMAGE017
为后置减振器压电陶瓷的控制信号，
Figure 474075DEST_PATH_IMAGE018
为后置减振器压电陶瓷输出力与控制信号的对应线性系数。
优选的：步骤S3中，根据压电陶瓷输出力大小，计算前置减振器和后置减振器控制模式和控制模式切换的时间，且控制周期可达2ms；
设后置减振器使用的压电陶瓷输出的最大力是
Figure 845014DEST_PATH_IMAGE019
，后置减振器能实现抑振功能的最大加速度为
Figure 122411DEST_PATH_IMAGE020
，则根据公式（3）可得
Figure 457928DEST_PATH_IMAGE021
，进而得
Figure 111763DEST_PATH_IMAGE022
；
设前置减振器使用的压电陶瓷输出的最大力是
Figure 337208DEST_PATH_IMAGE023
，前置减振器能实现抑振功能的最大加速度为
Figure 536239DEST_PATH_IMAGE024
，则根据公式（1）可得
Figure 378293DEST_PATH_IMAGE025
，进而得
Figure 304661DEST_PATH_IMAGE026
；
在风洞试验过程中“模型-天平-支杆系统”质心的纵向实测加速度幅值
Figure 899459DEST_PATH_IMAGE013
满足
Figure 518659DEST_PATH_IMAGE027
时，即
Figure 582430DEST_PATH_IMAGE028
且
Figure 63221DEST_PATH_IMAGE029
，系统因风载产生的振动力矩小于后置减振器所能产生的最大力矩，采用后置减振器单独控制模式；
当模型在风洞试验过程中
Figure 528838DEST_PATH_IMAGE030
且
Figure 102295DEST_PATH_IMAGE031
时，需切换到前置减振器和后置减振器共同控制模式；
当
Figure 387783DEST_PATH_IMAGE032
时，此时因气流导致的模型振动的能量已经超出了前置减振器和后置减振器共同的抑振能力，需要将模型姿态角走回到安全的位置。
一种大展弦比模型纵向振动前后减振器配合控制系统，包括前置减振器加速度计、后置减振器加速计、加速度计信号采集预处理单元、实时控制解算单元、压电陶瓷驱动器、前置减振器和后置减振器；
所述前置减振器加速度计和后置减振器加速计分别安装在“模型-天平系统”和“模型-天平-支杆系统”的质心位置；
所述加速度计信号采集预处理单元实时采集前置减振器加速度计和后置减振器加速计的信号，并完成滤波处理；
所述实时控制解算单元用于解算处理加速度计信号采集预处理单元处理后的加速度信号，生成分别作用在前置减振器和后置减振器上的控制信号，并将控制信号传输至压电陶瓷驱动器，压电陶瓷驱动器控制前置减振器和后置减振器动作，完成风洞模型振动主动抑制。
优选的：所述实时控制解算单元用于解算处理加速度计信号的方法是利用“一种大展弦比模型纵向振动前置减振器和后置减振器配合控制方法”中步骤S2分别计算前置减振器应输出力、后置减振器应输出力、前置减振器压电陶瓷控制信号和后置减振器压电陶瓷控制信号的方法完成的解算。
本发明具有以下有益效果：
本发明可在
Figure 921532DEST_PATH_IMAGE029
时，将模型振动衰减时间缩短到原来的30%以下。
由于加速度计位于质心附近，测得的加速度信号能真实反映系统的振动状态，经过滤波的加速度计信号有效去除了电磁干扰，适合风洞实验的实际测量中的应用。
具体效果对比如图4和图5所示。图4为不使用前置减振器和后置减振器时，模型的纵向加速度随时间变化的曲线。在图4中，加速度幅值从0.1g衰减到0.05g，时间从第5秒到第12秒。即加速度幅值衰减50%，用时7秒。图5为使用前置减振器和后置减振器时，模型的纵向加速度随时间变化的曲线，加速度幅值从0.1g衰减到0.05g，时间从第4秒到第6秒。即加速度幅值衰减50%，用时2秒。2/7=28.57%<30%,证实了模型振动衰减时间缩短到原来的30%以下。
附图说明
图1为风洞支杆的前置减振器和后置减振器组协同控制流程图；
图2为风洞支杆的前置减振器和后置减振器抑振结构示意图；
图3为控制系统框图；
图4为不使用前置减振器和后置减振器时，俯仰方向加速度随时间变化的曲线；
图5为使用前置减振器和后置减振器时，俯仰方向加速度随时间变化的曲线；
其中，1-“模型-天平系统”，2-前置减振器，3-支杆，4-后置减振器，5-前置减振器压电陶瓷，6-后置减振器压电陶瓷，7-前置减振器加速度计，8-后置减振器加速度计，
Figure 992388DEST_PATH_IMAGE033
-“模型-天平系统”质心到前置减振器作用点的距离，
Figure 953390DEST_PATH_IMAGE034
-“模型-天平-支杆系统”质心到后置减振器作用点的距离，
Figure 991754DEST_PATH_IMAGE035
-前置减振器轴线到压电陶瓷中心的距离，
Figure 578462DEST_PATH_IMAGE036
-后置减振器轴线到压电陶瓷中心的距离。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面通过附图中示出的具体实施例来描述本发明。但是应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。
具体实施方式一，如图1-图5所示，本实施方式提供的一种风洞模型纵向振动前后减振器配合控制方法，具体实现步骤包括：
步骤S1、搭建大展弦比模型纵向振动前置减振器和后置减振器机械系统；
将压电陶瓷安装于前置减振器和后置减振器，并进行压电陶瓷预紧，后置减振器安装于弯刀中部支架，然后依次安装支杆、前置减振器、天平和模型，采用有限元分析方法获得“模型-天平系统”和“模型-天平-支杆系统”的质心，将两个加速度计分别布置在相应系统的质心；
步骤S2、分别计算前置减振器应输出力、后置减振器应输出力、前置减振器压电陶瓷控制信号和后置减振器压电陶瓷控制信号，具体方法是：
（1）采用粘贴在“模型-天平系统”质心的加速度计信号作为前置减振器控制系统的反馈信号，计算前置减振器应输出力及前置减振器压电陶瓷控制信号：
采用粘贴在“模型-天平系统”质心的加速度计信号作为前置减振器控制系统的反馈信号，通过滤波算法处理的加速度信号进入前置减振器的控制系统，利用力矩平衡原理进行“模型-天平系统”的振动控制；
则根据滤波后的加速度值，可得前置减振器在某一时刻输出的力为：
Figure 487512DEST_PATH_IMAGE001
（1）
其中，
Figure 884995DEST_PATH_IMAGE002
为前置减振器压电陶瓷应输出的力，
Figure 630228DEST_PATH_IMAGE003
是“模型-天平系统”的质量，
Figure 771360DEST_PATH_IMAGE004
是粘贴在“模型-天平系统”质心的加速度计测得的纵向加速度信号，
Figure 800496DEST_PATH_IMAGE005
是“模型-天平系统”质心到前置减振器的距离，
Figure 349639DEST_PATH_IMAGE006
是前置减振器压电陶瓷作用点到水平中心线的距离；
压电陶瓷的输出力和控制信号的关系按线性考虑，则压电陶瓷的控制信号为：
Figure 97015DEST_PATH_IMAGE007
（2）
其中，
Figure 510679DEST_PATH_IMAGE008
为前置减振器压电陶瓷的控制信号，
Figure 659900DEST_PATH_IMAGE009
为前置减振器压电陶瓷输出力与控制信号的对应线性系数。
（2）采用粘贴在“模型-天平-支杆系统”质心的加速度计信号作为后置减振器控制系统的反馈信号，计算后置减振器应输出力及后置减振器压电陶瓷控制信号：
采用粘贴在“模型-天平-支杆系统”质心的加速度计信号作为后置减振器控制系统的反馈信号，通过滤波算法处理的加速度信号进入后置减振器的控制系统，利用力矩平衡原理进行“模型-天平-支杆系统”的振动控制；
则根据滤波后的加速度值，可得后置减振器在某一时刻输出的力为：
Figure 618760DEST_PATH_IMAGE010
（3）
其中，
Figure 853432DEST_PATH_IMAGE037
为后置减振器压电陶瓷应输出的力，
Figure 70787DEST_PATH_IMAGE012
是“模型-天平-支杆系统”的质量，
Figure 323783DEST_PATH_IMAGE013
是粘贴在“模型-天平-支杆系统”的质心的加速度计测得的纵向加速度信号，
Figure 968391DEST_PATH_IMAGE014
是“模型-天平-支杆系统”质心到后置减振器的距离，
Figure 690359DEST_PATH_IMAGE015
是后置减振器压电陶瓷作用点到水平中心线的距离；
压电陶瓷的输出力和控制信号的关系按线性考虑，则压电陶瓷的控制信号为：
Figure 196558DEST_PATH_IMAGE016
（4）
其中，
Figure 54793DEST_PATH_IMAGE017
为后置减振器压电陶瓷的控制信号，
Figure 135881DEST_PATH_IMAGE018
为后置减振器压电陶瓷输出力与控制信号的对应线性系数。
步骤S3、完成风洞模型振动主动抑制；
计算出前置减振器和后置减振器的力矩分配，经各自功率放大器进行信号放大，传输至前置减振器和后置减振器，实现风洞模型振动主动抑制：
根据压电陶瓷输出力大小，计算前置减振器和后置减振器控制模式和控制模式切换的时间，且控制周期可达2ms；
设后置减振器使用的压电陶瓷输出的最大力是
Figure 813987DEST_PATH_IMAGE019
，后置减振器能实现抑振功能的最大加速度为
Figure 625342DEST_PATH_IMAGE020
，则根据公式（3）可得
Figure 603662DEST_PATH_IMAGE021
，进而得
Figure 855652DEST_PATH_IMAGE022
；
设前置减振器使用的压电陶瓷输出的最大力是
Figure 37365DEST_PATH_IMAGE023
，前置减振器能实现抑振功能的最大加速度为
Figure 400214DEST_PATH_IMAGE038
，则根据公式（1）可得
Figure 233041DEST_PATH_IMAGE025
,进而得
Figure 639620DEST_PATH_IMAGE026
；
当模型在风洞试验过程中“模型-天平-支杆系统”质心的纵向实测加速度幅值
Figure 292318DEST_PATH_IMAGE039
满足
Figure 458857DEST_PATH_IMAGE040
时，即
Figure 162502DEST_PATH_IMAGE028
且
Figure 490715DEST_PATH_IMAGE029
，系统因风载产生的振动力矩小于等于后置减振器所能产生的最大力矩，采用后置减振器单独控制模式；
当模型在风洞试验过程中
Figure 896289DEST_PATH_IMAGE041
且
Figure 581698DEST_PATH_IMAGE029
时，需切换到前后置减振器共同控制模式；
当
Figure 389117DEST_PATH_IMAGE042
时，此时因气流导致的模型振动的能量已经超出了前后置减振器共同的抑振能力，需要将模型姿态角走回到安全的位置。
具体实施方式二，如图1-图5所示，本实施方式提供的一种风洞模型纵向振动前后减振器配合控制系统，包括前置减振器加速度计、后置减振器加速计、加速度计信号采集预处理单元、实时控制解算单元、压电陶瓷驱动器、前置减振器和后置减振器；
所述前置减振器加速度计和后置减振器加速计分别安装在“模型-天平系统”和“模型-天平-支杆系统”的质心位置；
所述加速度计信号采集预处理单元实时采集前置减振器加速度计和后置减振器加速计的加速度信号，并完成滤波处理（滤波处理是通过锤击法测得系统的固有频率，将加速度计信号滤波频率设定为可以包括系统固有频率的范围）；
所述实时控制解算单元用于解算处理加速度计信号采集预处理单元处理后的加速度信号，生成分别作用在前置减振器和后置减振器上的控制信号，并将控制信号传输至压电陶瓷驱动器，压电陶瓷驱动器控制前置减振器和后置减振器动作，完成风洞模型振动主动抑制。
进一步地,所述实时控制解算单元用于解算处理加速度计信号是利用控制器中特定的滤波控制算法和载荷分配算法解算出分别作用在前置、后置减振器上的控制信号；具体是利用“一种大展弦比模型纵向振动前后减振器配合控制方法”中步骤S2分别计算前置减振器应输出力、后置减振器应输出力、前置减振器压电陶瓷控制信号和后置减振器压电陶瓷控制信号的方法完成的解算。
利用本实施方式实现风洞试验的步骤如下：
步骤一、搭建大展弦比模型纵向振动前后置减振器机械系统
先将相应的压电陶瓷安装于前置减振器和后置减振器，并进行压电陶瓷预紧，后置减振器安装于弯刀中部支架，然后依次安装支杆、前置减振器、天平、模型。
步骤二、运行振动抑制程序，进行地面测试
通过锤击法测得系统的固有频率，将加速度计信号滤波频率设定为可以包括系统固有频率的范围。根据公式（1）（2）确定前置减振器的控制信号，根据公式（3）（4）确定后置减振器的控制信号，分别调整前置减振器和后置减振器的控制参数，确保前置减振器和后置减振器可以根据各自的加速度计反馈信号进行作动。然后对振动值进行设定，测试在不同振动值下可以分别开启后置减振器、前后置减振器。
步骤三、进行风洞试验
吹风过程中根据系统的抑振效果动态调节控制参数
Figure 153811DEST_PATH_IMAGE043
和
Figure 797413DEST_PATH_IMAGE044
，确保前后置减振器的振动抑制效果最佳。
本实施方式给出了一种大展弦比模型纵向振动前后减振器配合控制方法及系统，本实施方式只是对本专利的示例性说明，并不限定它的保护范围，本领域技术人员还可以对其局部进行改变，只要没有超出本专利的精神实质，都在本专利的保护范围内。

Claims (5)

1.大展弦比模型纵向振动前后减振器配合控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S1、搭建大展弦比模型纵向振动前置减振器和后置减振器机械系统；
将压电陶瓷安装于前置减振器和后置减振器，并进行压电陶瓷预紧，后置减振器安装于弯刀中部支架，然后依次安装支杆、前置减振器、天平和模型，采用有限元分析方法获得“模型-天平系统”和“模型-天平-支杆系统”的质心，将两个加速度计分别布置在相应系统的质心，用于测量对应位置的纵向加速度；
步骤S2、分别计算前置减振器应输出力、后置减振器应输出力、前置减振器压电陶瓷控制信号和后置减振器压电陶瓷控制信号；
采用粘贴在“模型-天平系统”质心的加速度计信号作为前置减振器控制系统的反馈信号，计算前置减振器应输出力及前置减振器压电陶瓷控制信号；
采用粘贴在“模型-天平-支杆系统”质心的加速度计信号作为后置减振器控制系统的反馈信号，计算后置减振器应输出力及后置减振器压电陶瓷控制信号 ；
步骤S3、完成风洞模型振动主动抑制；
计算出前置减振器和后置减振器的力矩分配，经各自功率放大器进行信号放大，传输至前置减振器和后置减振器，实现风洞模型振动主动抑制。
2.根据权利要求1所述的大展弦比模型纵向振动前后减振器配合控制方法，其特征在于：步骤S2中，前置减振器应输出力及前置减振器压电陶瓷控制信号的计算方法为：
采用粘贴在“模型-天平系统”质心的加速度计信号作为前置减振器控制系统的反馈信号，通过滤波算法处理的加速度信号进入前置减振器的控制系统，利用力矩平衡原理进行“模型-天平系统”的振动控制；
则根据滤波后的加速度值，可得前置减振器在某一时刻输出的力为：
Figure 504745DEST_PATH_IMAGE001
（1）
其中，
Figure 697829DEST_PATH_IMAGE002
为前置减振器压电陶瓷应输出的力，
Figure 384156DEST_PATH_IMAGE003
是“模型-天平系统”的质量，
Figure 233163DEST_PATH_IMAGE004
是粘贴在“模型-天平系统”质心的加速度计测得的纵向加速度信号，
Figure 810775DEST_PATH_IMAGE005
是“模型-天平系统”质心到前置减振器的距离，
Figure 576475DEST_PATH_IMAGE006
是前置减振器压电陶瓷作用点到水平中心线的距离；
压电陶瓷的输出力和控制信号的关系按线性考虑，则压电陶瓷的控制信号为：
Figure 682971DEST_PATH_IMAGE007
（2）
其中，
Figure 284854DEST_PATH_IMAGE008
为前置减振器压电陶瓷的控制信号，
Figure 885731DEST_PATH_IMAGE009
为前置减振器压电陶瓷输出力与控制信号的对应线性系数。
3.根据权利要求1所述的大展弦比模型纵向振动前后减振器配合控制方法，其特征在于：步骤S2中，后置减振器应输出力及后置减振器压电陶瓷控制信号的计算方法为：
采用粘贴在“模型-天平-支杆系统”质心的加速度计信号作为后置减振器控制系统的反馈信号，通过滤波算法处理的加速度信号进入后置减振器的控制系统，利用力矩平衡原理进行“模型-天平-支杆系统”的振动控制；
则根据滤波后的加速度值，可得后置减振器在某一时刻输出的力为：
Figure 787827DEST_PATH_IMAGE010
（3）
其中，
Figure 317422DEST_PATH_IMAGE011
为后置减振器压电陶瓷应输出的力，
Figure 406601DEST_PATH_IMAGE012
是“模型-天平-支杆系统”的质量，
Figure 794857DEST_PATH_IMAGE013
是粘贴在“模型-天平-支杆系统”的质心的加速度计测得的纵向加速度信号，
Figure 302193DEST_PATH_IMAGE014
是“模型-天平-支杆系统”到后置减振器的距离，
Figure 484913DEST_PATH_IMAGE015
是后置减振器压电陶瓷作用点到水平中心线的距离；
压电陶瓷的输出力和控制信号的关系按线性考虑，则压电陶瓷的控制信号为：
Figure 326967DEST_PATH_IMAGE016
（4）
其中，
Figure 502602DEST_PATH_IMAGE017
为后置减振器压电陶瓷的控制信号，
Figure 113712DEST_PATH_IMAGE018
为后置减振器压电陶瓷输出力与控制信号的对应线性系数。
4.根据权利要求1所述的大展弦比模型纵向振动前后减振器配合控制方法，其特征在于：步骤S3中，根据压电陶瓷输出力大小，计算前置减振器和后置减振器控制模式和控制模式切换的时间，且控制周期可达2ms；
设后置减振器使用的压电陶瓷输出的最大力是
Figure 732912DEST_PATH_IMAGE019
，后置减振器能实现抑振功能的最大加速度为
Figure 547415DEST_PATH_IMAGE020
，则根据公式（3）可得
Figure 277474DEST_PATH_IMAGE021
，进而得
Figure 743090DEST_PATH_IMAGE022
；
设前置减振器使用的压电陶瓷输出的最大力是
Figure 802967DEST_PATH_IMAGE023
，前置减振器能实现抑振功能的最大加速度为
Figure 619613DEST_PATH_IMAGE024
，则根据公式（1）可得
Figure 169675DEST_PATH_IMAGE025
，进而得
Figure 489798DEST_PATH_IMAGE026
；
当模型在风洞试验过程中“模型-天平-支杆系统”质心的纵向实测加速度幅值
Figure 450800DEST_PATH_IMAGE013
满足
Figure 472852DEST_PATH_IMAGE027
时，即
Figure 810292DEST_PATH_IMAGE028
且
Figure 984922DEST_PATH_IMAGE029
，系统因风载产生的振动力矩小于后置减振器所能产生的最大力矩，采用后置减振器单独控制模式；
当模型在风洞试验过程中
Figure 133137DEST_PATH_IMAGE030
且
Figure 393217DEST_PATH_IMAGE031
时，需切换到前置减振器和后置减振器共同控制模式；
当
Figure 534349DEST_PATH_IMAGE032
时，此时因气流导致的模型振动的能量已经超出了前置减振器和后置减振器共同的抑振能力，需要将模型姿态角走回到安全的位置。
5.大展弦比模型纵向振动前后减振器配合控制系统，其特征在于，包括前置减振器加速度计、后置减振器加速计、加速度计信号采集预处理单元、实时控制解算单元、压电陶瓷驱动器、前置减振器和后置减振器；
所述前置减振器加速度计和后置减振器加速计分别安装在“模型-天平系统”和“模型-天平-支杆系统”的质心位置；
所述加速度计信号采集预处理单元实时采集前置减振器加速度计和后置减振器加速度计的信号，并完成滤波处理；
所述实时控制解算单元用于解算处理加速度计信号采集预处理单元处理后的加速度信号，生成分别作用在前置减振器和后置减振器上的控制信号，并将控制信号传输至压电陶瓷驱动器，压电陶瓷驱动器控制前置减振器和后置减振器动作，完成风洞模型振动主动抑制。
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