[发明专利]基于悬臂梁理论的光纤光栅机翼形变测量建模及标定方法

权利要求书

1.一种基于悬臂梁理论的光纤光栅机翼形变测量建模及标定方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤一、基于悬臂梁理论建立光纤光栅机翼形变测量的标定模型；

步骤二、将机翼依次放置为多个不同的静态形变状态，针对每个状态用高度尺测量机翼相对位移矢量，同时用光纤光栅解调仪记录并计算各测点处的波长变化量；

步骤三、根据建立的标定模型和测量得到的位移矢量和对应各测点光纤光栅传感器波长变化量，通过线性最小二乘拟合得到机翼形变测量标定模型中的参数值，完成机翼形变测量模型的标定；

线性最小二乘拟合机翼形变位移矢量和各测点光纤光栅传感器波长变化量关系参数包括：

根据各形变状态下的机翼相对位移矢量Δy₁,Δy₂,...,Δy_n和各测点对应光纤光栅传感器波长变化量Δλ₁₁,Δλ₁₂,...,Δλ_1m,Δλ₂₁,Δλ₂₂,...,Δλ_2m,...,Δλ_n1,Δλ_n2,...,Δλ_nm，利用线性最小二乘拟合，即存在函数f(x₁,x₂,...,x_n)＝k₁x₁+k₂x₂+...+k_nx_n使得计算得到

所述步骤一中，包括以下步骤：

得到机翼悬臂梁小段形变挠度ω_i、转角q_i与对应的光纤光栅传感器波长变化量Δλ_i之间的关系：

其中，l_i为机翼悬臂梁小段的长度，x_i为每个小段上测点位置坐标，h_i为悬臂梁小段的厚度；

在机翼上建立坐标系X-Y-O，悬臂梁小段上建立坐标系x-y-o，与X-Y-O方向一致，同时建立坐标系x'-y'-o，与悬臂梁小段初始方向一致；

Q_i表示悬臂梁小段i相对于X-Y-O坐标系的转角，q_i表示悬臂梁小段相对于坐标系x'-y'-o的转角；通过坐标转换的方式计算得到机翼形变位移矢量Y_i包括：

Q_i＝Q_i-1+q_i

y_i＝x′_iQ_i-1+y′_i

Y_i＝Y_i-1+y_i

其中，Y_i为X-Y-O坐标系下机翼的形变位移矢量，y_i为x-y-o坐标系下悬臂梁小段的形变位移矢量，x′_i、y′_i为x'-y'-o坐标系下悬臂梁小段在两个轴向的位移，通过叠加得到机翼形变位移矢量，Y_n即为机翼末端形变位移矢量。