[发明专利]一种航空发动机减振优化设计方法

权利要求书

1.一种航空发动机减振优化设计方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)确定机匣附件中需要减振的部件，建立振动传递模型；

(2)选取其中一个部件，将其参数作为需要开展优化设计的目标；

(3)将步骤(1)建立的振动传递模型变换至频域，根据期望的性能指标，利用频域分析方法，进行最优控制参数设计；

(4)通过仿真确认步骤(3)设计的最优控制参数是否满足性能要求，若不满足则返回步骤(2)，重新开展优化设计。

2.根据权利要求1所述航空发动机减振优化设计方法，其特征在于，在步骤(1)中，采用系统辨识方法或者参数匹配法建立振动传递模型。

3.根据权利要求2所述航空发动机减振优化设计方法，其特征在于，采用参数匹配法，针对两个减振部件，建立的振动传递模型如下：

上式中，m_u、k_u和c_u分别为部件1的质量、刚度系数和阻尼系数；m_s、k_s和c_s为部件2的质量、刚度系数和阻尼系数；z_u(t)为部件1的位移，z(t)为部件1与部件2的相对位移，为对应的一阶求导，为对应的二阶求导；表示气动不平衡力；u(t)为待优化参量。

4.根据权利要求3所述航空发动机减振优化设计方法，其特征在于，在步骤(2)中，所述待优化参量u(t)有如下形式选择：

①u(t)＝kz_u(t)；

②u(t)＝kz(t)

其中，k为需要优化的最优控制参数。

5.根据权利要求3所述航空发动机减振优化设计方法，其特征在于，步骤(3)的具体过程如下：

首先，将振动传递模型通过傅里叶变换由时域变换到频域：

其中，ω为频率；

Z(jω)、Z_u(jω)、U(jω)分别为z(t)、z_u(t)、u(t)的频率响应函数；D(jω)≡ω²Z_r(jω)为不平衡振动力；

det[G(jω)]＝(k_u-m_uω²+jc_uω)(k_s-m_sω²+jc_sω)-(k_s+jc_sω)m_sω²；

然后，在复平面上画出两个圆，分别称为α-circle和β-circle，其中α-circle是以(-1,0)为圆心、以δ₁≤1为半径的圆，β-circle是以(-G(jω))为圆心、以δ₂≤1为半径的圆，其中δ₁和δ₂为期望的性能指标；

如果α-circle与β-circle有交集，选取交集部分的最优点记为α(jω)，则设计最优控制参数k：