考虑模型误差的时变系统动载荷反演时域分析与应用

当前动载荷反演问题研究，是在结构模型具有足够好精度的假定下，探讨动载荷反演不适定问题的求解，并且多集中于线性时不变系统。由于制造工艺、装配等因素的影响，实际结构与数值模型总会存在一定的误差，并且好多工程结构都是时变的，导致动载荷反演分析技术在实际工程中应用不充分。本项目以推动动载荷反演分析技术在时变系统中的工程应用为目标，开展考虑模型误差的时变系统动载荷反演时域分析理论和试验研究，将用非线性反问题数值分析和精细建模联合求解的研究方法，阐明考虑模型误差的时变系统动载荷反演不适定问题的求解机理，为动载荷反演分析技术应用于时变系统实际工程奠定理论基础，在导弹、火箭等时变系统的优化设计、振动控制等方面具有极其重要意义。

该项目以运载飞行器为研究对象，探讨运载飞行器主动飞行段外部载荷的作用机理，根据遥测响应数据重构运载飞行器经受的外部载荷，同时考虑模型误差的影响和运载飞行器的时变效应。通过项目研究，建立了考虑模型不确定性的动态载荷反演分析求解模型；并将动载荷反演分析理论进一步推广，建立了基于OLS（ordinary least square)、DLS(data least square)、STLS(scaled total least square)动载荷反演统一求解模型。开发并完善了动载荷反演分析程序包，应用于现役运载火箭CZ-4B/C、CZ-2D，重构飞行试验过程中的横向气动载荷和脉动推力载荷，并将这些载荷应用于现役运载火箭星箭耦合分析，准确预示运载火箭飞行试验过程中，星箭界面载荷环境、以及卫星有效载荷或运载火箭关键部位的载荷环境，为改善运载火箭飞行试验过程中宇航产品的载荷环境，提高运载飞行器的设计水平奠定基础。