飞机颤振试飞数据处理

在人类航空发展百余年历程中，几乎总是伴随着气动弹性问题。其中，颤振无疑是引人关注的现象，不仅是因为它的复杂性，更重要的是颤振会造成灾难性的后果。为避免飞行包线内发生颤振，每架新机或重大改型飞机必须进行颤振试飞这一类风险试飞科目，其过程充满了未知和风险。颤振试飞数据处理则是该项飞行试验的核心技术，用于预测飞机的潜在颤振边界，对于保障极限飞行试验安全具有重大意义。但是，该项技术历来被认为是系统辨识理论应用的难点，诸如试飞数据信噪比偏低、数据长度有限，待辨识飞机颤振模态密集，存在未知非线性等因素严重影响了辨识、预测效果。因此，研究更为有效的辨识、预测方法就成为颤振试飞数据处理的瓶颈性问题。
　　《飞机颤振试飞数据处理》的主要目的，就是介绍近些年来在飞机颤振试飞数据处理领域出现的新思想、新方法、新理论与新应用成果。
　　《飞机颤振试飞数据处理》的内容可以分为五个部分：部分包括章至第3章，主要介绍与试飞相关的背景知识，包括数学基础和技术背景；第二部分包括第4、5章，主要介绍试验数据的预处理；第三部分包含第6章至第8章，主要介绍频域辨识方法和小波辨识，其中频域辨识又包括传递函数模型和状态空间辨识；第四部分为第9章，论述了颤振边界预测的常见方法，重点介绍鲁棒边界预测；第五部分即0章，介绍了电传飞机试飞的新问题，即伺服颤振（又称气动伺服弹性）的稳定裕度分析问题。
　　在《飞机颤振试飞数据处理》的写作过程中，作者试图突出“精、新、简、实”，并力争做到内容上自我完备，即：在介绍基础理论时，讲求精益求精；介绍前沿研究，特别是作者自己的新科研成果；在叙述方法上力求理论与工程实际相结合，理论推导讲求简明扼要——不过分追求数学理论的艰深，更希望用工程化的语言深入浅出阐述，以便于具有工科数学基础的读者理解《飞机颤振试飞数据处理》内容；同时《飞机颤振试飞数据处理》在内容编排上尽可能完备，以便于掌握经典控制理论、线性系统理论和工科数学基础知识的读者不再需要查阅参考书就能理解《飞机颤振试飞数据处理》内容。

章 绪论
1．1 颤振
1．2 气动弹性力学
1．3 颤振飞行试验
1．4 颤振试飞数据处理
1．5 系统辨识
1．6 颤振模态参数识别
1．6．1 颤振信号处理研究
1．6．2 颤振模态参数辨识研究
1．7 颤振边界预测研究
1．8 气动伺服弹性（ASE）研究
1．9 本书内容安排

第2章 系统理论与气动弹性模型
2．1 系统与模型
2．2 系统辨识
2．2．1 系统辨识简介
2．2．2 飞行器的系统辨识
2．2．3 飞行器辨识的频域方法
2．3 颤振与线性系统理论
2．3．1 简化颤振方程的建立
2．3．2 颤振基本原理
2．3．3 颤振飞行试验原理
2．4 气动弹性系统参数化辨识模型
2．4．1 基本模型
2．4．2 离散时间模型转换
2．4．3 模型与输出
2．5 模态的能控性与能观性
2．6 线性变参数模型

第3章 颤振飞行试验设计
3．1 颤振飞行试验
3．2 激励方式
3．2．1 小火箭激励
3．2．2 驾驶员脉冲激励
3．2．3 操纵面扫频激励
3．2．4 固定小翼激励
3．2．5 惯性激励
3．2．6 大气紊流激励
3．3 输入信号设计
3．3．1 扫频信号
3．3．2 Multisine信号
3．3．3 施罗德相角谐波信号
3．4 输入信号优化
3．4．1 频域泄漏
3．4．2 非线性扰动
3．5 多输入飞行试验
3．5．1 单输入激励与多输入激励
3．5．2 多输入试验的输入设计
3．6 结构响应采集
3．7 颤振试飞数据处理与监控

第4章 颤振试飞数据预处理
4．1 飞行试验数据的预处理
4．1．1 野值的识别、剔除与补正
4．1．2 数据平滑的方法
4．1．3 数字低通滤波器设计方法
4．2 飞行试验数据的去噪研究
4．2．1 小波去噪
4．2．2 小波时频域去噪
4．2．3 分数阶傅里叶域去噪
4．2．4 短时分数阶傅里叶域滤波
4．2．5 实测试飞数据去噪与结果分析
……

第5章 频率响应函数估计
第6章 气动弹性系统的频域传递函数辨识
第7章 气动弹性系统的频域状态空间模型辨识
第8章 颤振模态参数的小波辨识
第9章 鲁棒颤振边界预测
0章 气动伺服弹性飞行试验

参考文献