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液氧管路POGO低温环境模拟试验系统设计及研究
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作者 高飞 刘康娜 +2 位作者 侯京锋 于杨 李文宇 《导弹与航天运载技术(中英文)》 CSCD 北大核心 2023年第6期126-131,共6页
液体运载火箭在飞行时,由于推进系统中的推进剂压力和流量脉动与结构系统弹性振动之间的耦合作用,将产生闭环自激振。为获得推进剂输送管路的动特性参数,需进行地面POGO试验。针对试验要求,设计了地面液氧管路POGO低温环境模拟试验系统... 液体运载火箭在飞行时,由于推进系统中的推进剂压力和流量脉动与结构系统弹性振动之间的耦合作用,将产生闭环自激振。为获得推进剂输送管路的动特性参数,需进行地面POGO试验。针对试验要求,设计了地面液氧管路POGO低温环境模拟试验系统,采用液氮替代液氧作为输送介质,全过程压力、流量闭环控制,设计了试验管路边界条件,真实模拟了液氧管路的工作状态,达到了液氧管路压力稳定和大流量液氮输送的要求。采用液氮循环设计思路,使液氮循环重复使用,提高了液氮的利用率。实际试验结果表明液氧管路POGO低温环境模拟试验系统满足指标要求,压力控制稳定、流量达到各状态要求。 展开更多
关键词 低温环境试验 pogo试验 压力控制 流量控制 PID控制
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捆绑液体火箭跷振(POGO)稳定性分析 被引量:14
2
作者 王其政 张建华 马道远 《强度与环境》 2006年第2期6-11,共6页
本文提出捆绑液体火箭跷振(POGO)稳定性分析模型,简述近似方法,指出影响跷振的重要参数,给出了算例与结论。
关键词 捆绑火箭 跷振(pogo pogo pogo)
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基于特征空间变换的运载火箭Pogo模型降阶方法 被引量:1
3
作者 谭述君 高强 +1 位作者 赵旺 刘锦凡 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第4期450-457,共8页
针对运载火箭Pogo状态空间模型存在维数高和奇异性的问题,开展了Pogo模型的降阶方法研究。基于特征空间变换理论,导出了一般形式的Pogo状态空间模型的解耦形式。该形式与推进系统和结构系统的模态频率相对应,从而通过模态截断或保留感... 针对运载火箭Pogo状态空间模型存在维数高和奇异性的问题,开展了Pogo模型的降阶方法研究。基于特征空间变换理论,导出了一般形式的Pogo状态空间模型的解耦形式。该形式与推进系统和结构系统的模态频率相对应,从而通过模态截断或保留感兴趣的模态实现有效的模型降阶。同时,还给出了降阶方法的实数运算公式。在两种不同型号推进系统的火箭Pogo问题中进行了仿真校验。结果表明所提出的降阶方法对奇异和非奇异Pogo状态空间模型都能给出正确的降阶模型,显著地提高计算效率,具有很好的通用性,为Pogo时域仿真和主动抑制提供了合适的模型。 展开更多
关键词 pogo振动 模型降阶 特征空间变换 时域仿真 主动pogo抑制
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基于补燃循环低温液氧/煤油火箭的POGO稳定性分析 被引量:3
4
作者 张卫东 刘锦凡 +1 位作者 余延生 周遇仁 《上海航天》 2016年第B05期36-42,共7页
以采用低温液氧/煤油补燃循环发动机的某运载火箭为研究对象,根据动量方程、能量方程和质量守恒方程,用模块化方法建立了补燃循环发动机特有的燃气发生器、涡轮、燃气导管和气-液型推力室的传递矩阵模型,基于Nyquist判据建立了全箭纵向... 以采用低温液氧/煤油补燃循环发动机的某运载火箭为研究对象,根据动量方程、能量方程和质量守恒方程,用模块化方法建立了补燃循环发动机特有的燃气发生器、涡轮、燃气导管和气-液型推力室的传递矩阵模型,基于Nyquist判据建立了全箭纵向耦合振动(POGO)稳定性分析模型。用新模型分析了该运载火箭的POGO稳定性,确定了蓄压器pV值设计要求为0.4MPa·L。飞行试验考核表明:整个飞行中未发生POGO振动,理论分析结论与飞行试验结论一致,稳定性分析模型合理可靠,可用于后续采用低温液氧/煤油补燃循环发动机火箭的POGO稳定性分析。 展开更多
关键词 液氧/煤油运载火箭 补燃循环发动机 pogo稳定性 pogo分析模型 传递矩阵模型 Nyquist判据 蓄压器pV值
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一种精密三坐标POGO柱设计与精度研究 被引量:21
5
作者 郭志敏 蒋君侠 柯映林 《浙江大学学报(工学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第9期1649-1654,共6页
针对飞机数字化装配中大部件调姿与对合问题,提出一种由3个具有三平动自由度的分支机构构成并联机构对飞机大部件进行支撑和姿态调整的方法.根据飞机大部件调姿对合装配工艺要求,三坐标POGO柱应具有高的设计指标,对POGO柱结构进行详细设... 针对飞机数字化装配中大部件调姿与对合问题,提出一种由3个具有三平动自由度的分支机构构成并联机构对飞机大部件进行支撑和姿态调整的方法.根据飞机大部件调姿对合装配工艺要求,三坐标POGO柱应具有高的设计指标,对POGO柱结构进行详细设计,并提出用于提高其工作性能的关键措施.通过综合分析引起POGO空间定位误差的因素,建立空间定位误差的数学模型,进而得到确定导轨安装基准面形位公差的方法.实验结果表明,基于3个精密三坐标POGO柱的大部件调姿方法能够满足飞机部件调姿的高精度、高刚度要求.将精密三坐标POGO柱作为数字化柔性装配系统的基础部件,通过模块化配置还可以适应各类大型部件姿态调整的应用需求. 展开更多
关键词 三坐标pogo 调姿 大部件 重构 柔性 装配
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CZ-2F火箭POGO问题研究 被引量:15
6
作者 荣克林 张建华 +2 位作者 马道远 王建民 王梦魁 《载人航天》 CSCD 2011年第4期8-18,共11页
CZ-2F火箭飞行时出现了"8Hz"振动现象,为了保证火箭和航天员安全,分析这种现象的原因成为一个突出的课题。在综合介绍"8Hz"的现象分析、定位分析、试验验证、稳定性研究进展的基础上,进行了一系列的管路频率试验和... CZ-2F火箭飞行时出现了"8Hz"振动现象,为了保证火箭和航天员安全,分析这种现象的原因成为一个突出的课题。在综合介绍"8Hz"的现象分析、定位分析、试验验证、稳定性研究进展的基础上,进行了一系列的管路频率试验和计算、全箭模态试验和计算、稳定性计算、时域仿真,计算分析表明:CZ-2F"8Hz"现象是发生了液体火箭典型"POGO"振动。 展开更多
关键词 pogo 振动 液体火箭 稳定性
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临界阻尼比法在POGO振动稳定性分析中的适用性 被引量:7
7
作者 谭述君 王庆伟 吴志刚 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第3期284-291,共8页
以典型的单元推进剂液体火箭模型为例,通过Hurwitz稳定性判据导出POGO振动稳定的充分必要条件,在此基础上深入研究阻尼比等参数对POGO振动稳定性的影响机理。研究发现,当结构阻尼比小于推进系统阻尼比时,结构阻尼比对于POGO振动稳定性... 以典型的单元推进剂液体火箭模型为例,通过Hurwitz稳定性判据导出POGO振动稳定的充分必要条件,在此基础上深入研究阻尼比等参数对POGO振动稳定性的影响机理。研究发现,当结构阻尼比小于推进系统阻尼比时,结构阻尼比对于POGO振动稳定性的影响是单调上升的,此时临界阻尼比法是适用的;当结构阻尼比大于推进系统阻尼比时,结构阻尼比对于POGO振动稳定性的影响则是非单调和复杂的,增加结构阻尼比,可能提高系统稳定性,也可能降低系统稳定性,此时临界阻尼比法已不适用。相同的结论适用于推进系统阻尼比。本文还进一步指出结构与推进系统的耦合强度是POGO振动稳定性的决定因素。 展开更多
关键词 液体火箭 pogo振动 临界阻尼比 稳定性
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液体火箭发动机泵的POGO气蚀动特性试验研究 被引量:7
8
作者 王珺 胡鹏 颜勇 《火箭推进》 CAS 2012年第4期26-31,共6页
为获取液体火箭发动机泵的POGO动特性参数,围绕泵的气蚀动特性开展了一系列试验研究。首先描述了试验系统,阐述了试验原理;其次,以泵入口0.5 MPa工况为例,介绍了试验数据的分析过程;最后,结合试验数据给出了气蚀柔度、动态增益等动特性... 为获取液体火箭发动机泵的POGO动特性参数,围绕泵的气蚀动特性开展了一系列试验研究。首先描述了试验系统,阐述了试验原理;其次,以泵入口0.5 MPa工况为例,介绍了试验数据的分析过程;最后,结合试验数据给出了气蚀柔度、动态增益等动特性参数的试验结果。结果表明,在泵入口压力0.25~0.86 MPa范围内,无量纲气蚀柔度约为0.6~2,动态增益主要集中在2~5,最高达到13。 展开更多
关键词 泵气蚀动特性参数 pogo 试验系统 气蚀柔度 动态增益
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液体火箭的POGO振动研究与参数分析 被引量:12
9
作者 严海 方勃 黄文虎 《导弹与航天运载技术》 北大核心 2009年第6期35-40,共6页
通过建立一个蓄压器-推进系统的耦合动力学模型,研究了蓄压器对推进系统振动频率的影响,并利用临界阻尼法分析了蓄压器-推进系统的稳定性。分析结果表明,临界阻尼比的增大会导致火箭结构系统失稳,而增大蓄压器气蚀柔度可降低临界阻尼比... 通过建立一个蓄压器-推进系统的耦合动力学模型,研究了蓄压器对推进系统振动频率的影响,并利用临界阻尼法分析了蓄压器-推进系统的稳定性。分析结果表明,临界阻尼比的增大会导致火箭结构系统失稳,而增大蓄压器气蚀柔度可降低临界阻尼比,提高系统稳定性;产生POGO振动时,结构振动的加速度响应最大,且推力脉动与加速度响应的相位差为-π/2;蓄压器在推进系统上的安装位置对POGO抑制有重要影响,给出了蓄压器安装的最佳位置。 展开更多
关键词 液体火箭 pogo振动 蓄压器 稳定性
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大型液体火箭结构纵横扭振动与推进系统耦合(POGO)稳定性分析 被引量:3
10
作者 王庆伟 谭述君 +2 位作者 吴志刚 杨云飞 于子文 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2016年第10期167-173,共7页
大型液体火箭结构振动模态空间分布的特征,导致结构横向和扭转振动对传统POGO回路稳定性产生影响。对此,基于改进的Rubin建模方法,建立了结构纵横扭振动与推进系统液路脉动耦合的POGO回路模型。该模型具有非奇异的优点,可以直接应用于... 大型液体火箭结构振动模态空间分布的特征,导致结构横向和扭转振动对传统POGO回路稳定性产生影响。对此,基于改进的Rubin建模方法,建立了结构纵横扭振动与推进系统液路脉动耦合的POGO回路模型。该模型具有非奇异的优点,可以直接应用于频域分析和时域仿真。基于该模型分析了中国某型号液体火箭推进系统的泵增益和蓄压器能量值等重要参数对结构纵向振动以及横向和扭转振动稳定性的影响。研究得出,泵增益的增大不仅使结构纵向第2、4阶模态不稳定也使结构横向第2阶不稳定。通过调节蓄压器能量值,不但可使结构纵向失稳的模态由不稳定变为稳定,也使结构横向失稳的模态由不稳定变为稳定,说明该型号液体火箭的推进系统不仅与结构系统的纵向模态存在耦合作用,也与横向模态存在耦合作用。因此,对于大型液体捆绑火箭,在研究POGO稳定性时分析结构纵横扭振动与推进系统的耦合作用是有必要的。 展开更多
关键词 pogo 纵横扭模态 稳定性 耦合模型
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液体火箭Pogo振动蓄压器非线性仿真研究 被引量:12
11
作者 任辉 任革学 +2 位作者 荣克林 马道远 张建华 《强度与环境》 2006年第3期1-6,共6页
本文针对液体火箭推进系统中的Pogo振动现象提出了一种非线性的仿真方法。传统的线性管路模型可以用来进行Pogo振动的稳定性分析;但直接用于振动过程的仿真时,却与实际发生的振动现象差别较大。这些稳定性分析方法中,蓄压器元件采用的... 本文针对液体火箭推进系统中的Pogo振动现象提出了一种非线性的仿真方法。传统的线性管路模型可以用来进行Pogo振动的稳定性分析;但直接用于振动过程的仿真时,却与实际发生的振动现象差别较大。这些稳定性分析方法中,蓄压器元件采用的是在工作状态附近线性化的模型,而本文从蓄压器中工作气体状态方程出发,建立蓄压器的非线性模型,并对管路和箭体结构耦合系统的状态方程进行了时域仿真。仿真结果表明非线性模型不仅可以反映出系统每个时刻的稳定性,而且可以再现Pogo振动失稳时发散和收敛的过程,特别是失稳时蓄压器处压力脉动变化的非对称特点。这些都非常符合Pogo振动的观察结果。 展开更多
关键词 pogo振动 蓄压器 非线性模型
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飞机柔性重量重心测量系统POGO柱优化设计 被引量:3
12
作者 赵文辉 孙超健 +1 位作者 郑鹏 李文强 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2017年第12期46-50,共5页
POGO柱是飞机柔性重量重心测量系统中的承重部件,其质量直接影响系统的刚度和动态性能。文章基于3维力传感器的测量原理对测量飞机重心的力矩平衡方程做出改进,对测量系统中的POGO柱进行结构设计,运用有限元对POGO柱进行结构强度分析,... POGO柱是飞机柔性重量重心测量系统中的承重部件,其质量直接影响系统的刚度和动态性能。文章基于3维力传感器的测量原理对测量飞机重心的力矩平衡方程做出改进,对测量系统中的POGO柱进行结构设计,运用有限元对POGO柱进行结构强度分析,并运用几何优化方法对其结构进行优化。研究结果表明:由测量Z方向的力的值近似代替实际值改为测量实际的力的大小与实际的力臂,提高了测量精度。对模型进行分析,模型在结构强度,形变量等方面符合任务设计书要求。对模型进行几何优化,分析主体模型各个设计变量对于形变量的影响程度。 展开更多
关键词 飞机重量重心 pogo 几何优化
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液体捆绑火箭POGO稳定性分析的闭环传递函数法 被引量:10
13
作者 马道远 王其政 荣克林 《强度与环境》 2010年第1期1-7,共7页
2003年,CZ-2F火箭成功将"神舟号"飞船送入太空。从遥测数据分析发现,在一级飞行末秒出现逐步增大的低频振动,具有典型的纵向耦合振动(以下称POGO)特征。国内外研究结果表明,液体火箭上升段常产生一种纵向动力学不稳定,它是由... 2003年,CZ-2F火箭成功将"神舟号"飞船送入太空。从遥测数据分析发现,在一级飞行末秒出现逐步增大的低频振动,具有典型的纵向耦合振动(以下称POGO)特征。国内外研究结果表明,液体火箭上升段常产生一种纵向动力学不稳定,它是由箭体结构模态振动和液体发动机的推进系统相互耦合而引起的一种自激振动。火箭结构系统、输送管路系统和动力系统构成了带反馈的闭环控制系统。火箭在飞行过程中,上述系统中的部分参数是变化的,故实际飞行状态对应着时变的系统。但系统在某一固定的飞行秒状态,可按线性时不变系统进行稳定性分析。推导出液体捆绑火箭POGO振动的传递函数,提出了闭环传递函数法并对液体火箭进行了POGO稳定性分析。计算飞行状态的稳定性,结果与飞行发生的情况基本一致;对可能采取的蓄压器参数设计方案,包括氧化剂管路与结构纵向一阶、纵向二阶和助推器局部模态的耦合,进行了稳定性分析,给出了不同结构阻尼时的稳定性裕度。文中的闭环传递函数法具有通用性,适用于液体捆绑火箭的POGO稳定性分析。 展开更多
关键词 液体火箭 pogo 传递函数
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液体火箭POGO振动时域分析方法研究 被引量:6
14
作者 杨明 杨智春 史淑娟 《强度与环境》 2010年第2期29-36,共8页
建立了液体火箭的动力学方程,将其化为具有初值问题的微分方程进行求解,以实现POGO振动特性的时域仿真,在微分方程的数值求解的基础上,获得液体火箭POGO振动的动态响应特性。根据液体火箭POGO振动主要参数,如结构特征点处的加速度,泵入... 建立了液体火箭的动力学方程,将其化为具有初值问题的微分方程进行求解,以实现POGO振动特性的时域仿真,在微分方程的数值求解的基础上,获得液体火箭POGO振动的动态响应特性。根据液体火箭POGO振动主要参数,如结构特征点处的加速度,泵入口处的压力脉动等的时间历程的收敛或发散情况及飞行特征秒,来判断POGO振动是否发生或发生的时间。 展开更多
关键词 液体火箭 pogo 振动 时域
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基于变能量蓄压器的POGO抑制技术初步研究 被引量:2
15
作者 王楠 刘新建 《载人航天》 CSCD 2008年第1期27-30,共4页
随着运载火箭技术的不断发展,火箭的规模也越来越大,这导致火箭的结构纵向、局部振动频率和横向频率也越来越低,用于POGO抑制设计的安全频率窗口也变窄,一次充气式蓄压器的抑制装置已不能满足设计要求。为此对基于可变能量蓄压器的抑制... 随着运载火箭技术的不断发展,火箭的规模也越来越大,这导致火箭的结构纵向、局部振动频率和横向频率也越来越低,用于POGO抑制设计的安全频率窗口也变窄,一次充气式蓄压器的抑制装置已不能满足设计要求。为此对基于可变能量蓄压器的抑制技术进行了初步研究。 展开更多
关键词 pogo 变能蓄压器 稳定性分析 方案
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POGO蓄压器变频降幅特性分析 被引量:11
16
作者 廖少英 《上海航天》 2002年第1期32-35,共4页
论述纵向耦合振动 (POGO)蓄压器的变频降幅特性 ,指出其主要影响因素是蓄压器容积及连接管路的液阻。根据输送管路的特定频率 ,选择适当的蓄压器容积 ,使其固有频率与特定管路的压力脉动频率相一致 ,可以获得预期的变频降幅效果。给出... 论述纵向耦合振动 (POGO)蓄压器的变频降幅特性 ,指出其主要影响因素是蓄压器容积及连接管路的液阻。根据输送管路的特定频率 ,选择适当的蓄压器容积 ,使其固有频率与特定管路的压力脉动频率相一致 ,可以获得预期的变频降幅效果。给出了蓄压器的变频降幅试验研究结果 ,可为POGO蓄压器的设计、研制、使用提供参考。 展开更多
关键词 纵向耦合振动 变频特性 pogo蓄压器 降幅特性 液阻 箭载设备 振动控制
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动力冗余液体捆绑火箭的POGO稳定性分析
17
作者 王涛 容易 +2 位作者 胡久辉 唐冶 丁千 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第1期31-40,共10页
针对动力冗余和交叉输送技术向液体捆绑火箭的POGO振动稳定性分析提出的新任务,考虑独立工作(模式1)、一台助推发动机故障助推贮箱向芯级发动机供给推进剂(模式2)和两助推器同时向芯级发动机供给推进剂(模式3)三种工作模式,利用改进的Ru... 针对动力冗余和交叉输送技术向液体捆绑火箭的POGO振动稳定性分析提出的新任务,考虑独立工作(模式1)、一台助推发动机故障助推贮箱向芯级发动机供给推进剂(模式2)和两助推器同时向芯级发动机供给推进剂(模式3)三种工作模式,利用改进的Rubin方法分别建立液体捆绑火箭POGO稳定性的分析模型。数值计算分析表明,模式1和3下,POGO稳定性对助推蓄压器能量值的敏感程度强过芯级蓄压器。降低泵增益能提高液体捆绑火箭POGO稳定性,其中氧化剂泵的影响强于燃料泵,助推泵的影响强于芯级泵。助推燃料泵柔度的增加会降低燃路系统频率,可能诱发POGO振动,其中模式2下影响最大。本文工作为优化液体捆绑火箭动力冗余系统、抑制POGO振动提供了理论依据。 展开更多
关键词 液体捆绑火箭 动力冗余 改进Rubin方法 pogo稳定性
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美国POGO抑制装置的材料工艺
18
作者 史淑娟 谷良贤 《宇航材料工艺》 CAS CSCD 北大核心 2014年第2期87-90,共4页
综合介绍了美国运载火箭发展历史中所使用的囊式蓄压器、弹簧活塞式蓄压器、金属膜盒式蓄压器和注气式蓄压器等POGO抑制装置的材料和工艺发展。通过对美国POGO抑制装置的材料与工艺的介绍,为我国相关领域的材料和工艺发展提供参考。
关键词 pogo抑制装置 材料 工艺
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液体火箭POGO振动缩聚模型研究 被引量:6
19
作者 王庆伟 王小军 +2 位作者 张青松 潘辉 谭述君 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2019年第1期8-13,36,共7页
针对液体火箭POGO模型中推进系统模型难以降阶的问题,提出了一种POGO模型缩聚的方法。利用广义逆迭代法只对输送管路的有限元模型模态分解,选取管路任意阶次模态方程与其余部件的方程组合得到推进系统的缩聚模型,进而与结构系统模态方... 针对液体火箭POGO模型中推进系统模型难以降阶的问题,提出了一种POGO模型缩聚的方法。利用广义逆迭代法只对输送管路的有限元模型模态分解,选取管路任意阶次模态方程与其余部件的方程组合得到推进系统的缩聚模型,进而与结构系统模态方程耦合得到POGO振动缩聚模型。当蓄压器作为纯柔性元件或非纯柔性元件时,缩聚模型的维度由管路的模态变量、结构模态变量再加1或2组成。模型的维度大大降低且算例表明其具有很高的精度。基于缩聚模型研究了某液体火箭蓄压器能量值和惯性对POGO稳定性的影响。研究得出,对于纯柔性或非纯柔性的蓄压器设计,能量值和惯性对不同时刻耦合模型稳定性具有不同的、非单调的影响规律。当耦合而导致结构系统频率大幅降低时,合理的调节蓄压器的能量值或惯性可以显著的增大结构耦合阻尼比,增强结构的稳定性。 展开更多
关键词 pogo 缩聚模型 稳定性 蓄压器
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POGO振动研究的一种新建模方法 被引量:4
20
作者 牛泽雄 董朝阳 黄喜元 《强度与环境》 2012年第5期28-33,共6页
现有分析运载火箭POGO振动(纵向耦合振动)的模型有两种,即传递矩阵模型和Rubin提出的状态方程模型。考虑到这两种模型的不足之处,从分布参数描述的偏微分方程出发,采用分离系数法,得到形式简单的微分方程,并应用分段三次Hermite插值得... 现有分析运载火箭POGO振动(纵向耦合振动)的模型有两种,即传递矩阵模型和Rubin提出的状态方程模型。考虑到这两种模型的不足之处,从分布参数描述的偏微分方程出发,采用分离系数法,得到形式简单的微分方程,并应用分段三次Hermite插值得到了新的管路模型。将新管路模型应用于系统,通过对三种模型计算得到的管路频率的比较,验证了新得到的形式简单的管路模型,有较好的精度。 展开更多
关键词 pogo 管路数学模型
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