随着国防事业的发展和节能降耗的需要,风洞试验中动态测试的需求越来越多,常规测力试验中对风洞天平动态特性的要求也越来越高。当前,应变天平在风洞应用中最为广泛。然而,由于风洞应变天平采用一体化弹性体结构设计、阻尼比小、固有频率低,致使其动态响应速度慢、超调量大且存在维间动态耦合,从而无法满足动态测试的要求。针对该问题,本文主要研究了风洞应变天平的动态特性及其在线和离线两种动态校正方法,包括风洞应变天平的动态标定实验、动态建模与动态特性分析、时域动态补偿、时域动态解耦-补偿、频域动态修正、频域动态解耦-修正,并研制了风洞应变天平实时动态校正系统,以改善天平的动态性能,增强其动态测试能力。具体研究内容如下：(1).采用“加载头-天平-支杆”系统来模拟风洞试验中的“模型-天平-支杆”以研究风洞应变天平的动态特性,并采用负阶跃单元加载实验法对其进行动态标定,获取天平的动态标定实验数据,评价其时域动态性能指标。(2).引入多维传感器输出耦合模型来描述风洞应变天平的输入／输出之间的关系,并采用基于OE模型预报误差法的系统辨识方法辨识天平各通道模型,分析和评价天平的测量带宽以及制约其动态特性的主要因素。(3).采用基于OE模型预报误差法的系统辨识法辨识设计天平动态补偿器,并基于DSP研制风洞应变天平实时动态校正系统,实现对应变天平的在线实时动态补偿,以降低天平的主通道动态误差,加快其响应速度。(4).提出串行迭代动态解耦-补偿方法,对天平输出信号进行先迭代动态解耦,再动态补偿,然后再对动态解耦-补偿结果进行静态关系重构,从而同时降低应变天平的维间动态耦合干扰与主通道动态误差,并保持天平静态特性不变。特别是将Jacobi、G-S和SOR迭代方法引入到了天平的动态解耦中,并提出基于频变松弛因子的SOR迭代方法以改善迭代解耦的收敛特性。(5).研究应变天平动态误差频域修正方法,以通过离线处理的方式提高天平动态误差修正的精度。具体地,提出基于数据拼接预处理与频响函数插值法的传感器频响函数计算方法和基于高低频信号分解与窗函数法的传感器频响函数计算方法,以解决基于传感器阶跃响应动态标定实验数据求取其频响函数时存在的数据周期延拓边沿问题与无效修正函数值问题；提出基于高低频信号分解的传感器动态误差频域修正方法,以克服传感器输出信号频域修正过程中存在的边界混叠误差与吉布斯效应。(6).研究应变天平的频域动态解耦-修正方法,以通过离线处理的方式提高天平维间动态耦合干扰的解耦精度和主通道动态误差的修正精度。具体提出基于频域参数矩阵求逆法的频域解耦-修正原理,以解决频域动态解耦-修正中的关键问题；提出基于高低频信号分解与静态重构的传感器频域动态解耦-修正方法,以克服频域解耦-修正过程中存在的边界混叠误差与吉布斯效应,并确保频域动态解耦-修正不改变传感器的静态特性。本文具体以六分量Φ10杆式风洞应变天平为例,验证了上述方法的有效性。研究结果表明：该天平由于动态特性差导致其各通道阶跃响应调节时间为几百毫秒至几秒不等,超调量则高至100%以上,动态耦合误差高至近100%,整体测量带宽低于30Hz；该天平经时域串行迭代动态解耦-补偿之后,其调节时间被缩短到了15ms以内(缩短94%以上),超调量被降低到了5%以内,力方向动态耦合误差被降低到2.28%以内(降低近80%以上),动态补偿能将该天平除Fy方向外的各通道测量带宽提高2-3倍；该天平经频域动态解耦-修正后,其调节时间被缩短至近3ms以内(缩短97%以上),超调量被降低至5%以内,动态耦合误差被降低至2%以内(全分量降低70%以上,力方向降低近90%以上),频域修正能将该天平整体测量带宽提升至120Hz左右。由此可见,本文所提出的时域串行迭代动态解耦-补偿方法和频域动态解耦-修正方法均能大幅度提高应变天平的动态性能指标,且频域动态解耦-修正方法的校正效果明显优于时域串行迭代动态解耦-补偿方法。这对于风洞试验中通常情况下无实时性要求的应变天平数据的离线分析而言具有重要意义。因此,本文所研究的风洞应变天平动态校正方法能大幅改善风洞应变天平的动态特性,增强其动态测试能力,为其应用于风洞试验中的动态测试奠定了基础。