题目：舵系统模态测试方法研究

舵系统的颤振分析是飞控系统设计中需解决的首要问题。颤振的发生与飞行器飞行速度和舵系统振动频率密切相关，舵系统的振动特性分析为颤振分析提供基础数据。由于舵系统内部的间隙、回差和摩擦导致的结构非线性，用理论分析的方法无法准确获得其振动参数。本文以舵系统为试验对象，搭建试验测试平台，用试验的方法获得舵系统的模态参数。舵系统由舵机和舵面组成，舵机为舵面提供扭转刚度约束。舵系统的振动特性主要通过舵面的振动表现出来，因此本文主要对舵面进行试验测试。通过推导舵机对舵面的刚度模型，发现其刚度是随频率变化的动刚度，而此刚度值又影响舵面的扭转共振频率。首先，以低频下的刚度值仿真分析舵面的模态参数，初步估计了舵系统的一阶扭转共振频率，并以此为依据确定测试方案。仿真分析表明刚度值减小，各阶模态频率也会降低，实验结果证明确实如此。为了消除舵机内部间隙，采用铰链力矩给舵面施加预紧力。由于舵面形状不规则，需要布置多个测点才能确定其几何特征，区分不同阶的振型。采用非接触激光测振仪采集响应信号，无附加质量而且光斑小，适合密集测点。因空间有限，采用小型机器人带动激光测振仪实现高精度定位以及测点间的自动切换。通过程序控制施加周期激励以及采样触发时间，实现多个测点的分时同步采集，实验证明此方法是可行的。通过串口与机器人通讯，使得整个测试过程自动、高效。本论文工作的意义在于针对舵系统试验模态测试的要求，搭建了模态测试平台，提出了一种分时同步采集的方法，实现了自动化测试，大幅缩短了测试周期。