惯组小系统动力学建模与非线性特性分析

作     者：商霖 张海瑞 赵晓宁 SHANG Lin;ZHANG Hairui;ZHAO Xiaoning

作者机构：中国运载火箭技术研究院北京100076 

出 版 物：《中国惯性技术学报》 (Journal of Chinese Inertial Technology)

年 卷 期：2021年第29卷第1期

页      面：126-132页

核心收录：

学科分类：082601[工学-武器系统与运用工程] 08[工学] 082501[工学-飞行器设计] 080203[工学-机械设计及理论] 0826[工学-兵器科学与技术] 082602[工学-兵器发射理论与技术] 0802[工学-机械工程] 0825[工学-航空宇航科学与技术] 

基　　金：国家自然科学基金项目(U20B2028) 

主　　题：惯组小系统 非线性动力学模型 动刚度 频响函数 传递特性 

摘      要：基于“三心重合的设计思想和飞行器的姿态需求,建立了含立方项非线性刚度的惯组小系统动力学模型。提出了惯组小系统存在系统动刚度和减振器动刚度的“双层级概念。利用龙格-库塔法求解渐软非线性系统对正弦扫频激励的响应,得出减振器动刚度存在对激励幅值和激励频率的敏感区域,采用动刚度曲线表征了减振器的非线性软化特性。利用虚弧长延拓法计算惯组小系统的非线性频响函数和传递特性,预示了高量级振动下减振器的动力失稳现象。通过惯组小系统传递特性试验,验证了减振器具有渐软刚度的非线性特性。扫频法计算结果与正弦扫频试验结果的吻合度达到96.5%,检验了构建模型的正确性。所建立的模型工程应用简便,对惯组小系统非线性特性的预示具有较高的精度,可供飞行器姿控系统设计时参考。