随着我国农业现代化进程的推进,越来越多的新兴植保机械加入农业生产的各个环节中,其中单旋翼植保无人机以其作业效率高、适应性强等优点,迅速得到市场的认可。单旋翼植保无人机的尾部结构是其关键组成部分,在植保无人机飞行过程中起着平衡主旋翼产生的反扭矩和实现无人机转向的作用。广西某植保公司在研发某款单旋翼植保无人机时,发现该款无人机的尾部结构在运行过程中会出现无规律的剧烈振动,这对无人机药液喷洒均匀性、飞行稳定性乃至可靠性有着显著的影响。为了解决该款单旋翼植保无人机尾部结构异常振动的问题,本文对该款无人机尾部结构的异常振动进行了研究,通过一系列的试验测试和有限元仿真分析找出引起无人机尾部结构异常振动的原因,为企业解决无人机尾部异常振动问题以及今后的机型设计提供了依据。本文具体研究内容和结论如下:（1）为了准确获得尾桨操纵油门处于刻度盘不同位置时尾桨的转速,对尾桨的转速进行测试,得到尾桨最大转速6120RPM,通过计算可知尾电机从启动到加速到最大转速的过程产生的激励频率范围为0-102Hz。为了避免单套测试设备的试验误差,根据无人机尾部结构在运行过程中的振动特性和振动噪声变化特性,搭建了两套测试系统分别采集了尾桨处于不同转速时尾部结构的振动及噪声信号,经过分析处理得到尾部结构异常振动的主要频率在101Hz左右。（2）通过对试验数据分析发现无人机尾部结构的振动强度与尾桨密切相关,当对尾桨进行变距时,尾部结构的振动强度发生了变化,但主要振动频率没有变化,并且尾桨存在时,尾部结构的振动异常剧烈;当拆掉尾桨以后,尾部结构的振动比较微弱。因此,可以判断无人机尾部结构异常振动可能是由于尾电机产生的激励引起尾部结构振动,并且尾桨有放大激励的作用。（3）根据单旋翼植保无人机的尾部结构参数建立了尾部结构有限单元模型,然后采用ANSYS Workbench程序自动控制类型模态求解器求得前5阶固有频率,并提取前5阶模态振型云图。采用单点激励、单点响应的固有频率测试方法,得到尾部结构的固有频率,通过固有频率相关性计算公式得到了模态分析得到的固有频率与试验测得的固有频率的频率差,结果显示各阶固有频率差均小于10%,说明建立的尾部结构有限单元模型是合理的,能正确反映尾部结构的振动特性,具有工程应用参考价值。此外,该复合材料无人机尾部结构模型能够为企业研制新机型提供模型支撑,大大降低企业的研发成本,缩短研发周期,提高经济效益。（4）通过试验测试和模态仿真结果可知:尾电机产生最高的激励频率、尾部结构主要振动频率、模态分析和固有频率测试得到第二阶固有频率均在101Hz左右,并且尾部结构的剧烈振动是突然出现的,可以判定尾部结构的异常振动是由于尾电机达到最高转速时产生的激励引起尾部结构共振,并且电机轴弯曲程度对尾部结构的振动有着严重的影响,电机轴的弯曲程度越大,在高速旋转时产生的激励越大,尾部结构振动越剧烈,其中尾桨起着放大激励的作用。（5）基于以上研究结果,针对无人机尾部结构异常振动提出了两种解决方案:第一种是通过改变尾部的结构,使得尾部结构固有频率避开尾电机的激励频率,通过模态分析第二阶模态振型云图可知无人机尾部结构振动薄弱点是尾滑撬和尾滑撬斜撑杆,可以改变尾滑撬和尾滑撬斜撑杆的厚度来提高尾部结构的固有频率,经过模态分析计算,当尾滑撬和尾滑撬斜撑杆的厚度从3mm增加到4.6mm时,尾部结构第二阶固有频率提升38.56%,有效地避开了电机的激励频率;第二种是改变振源的激励力,经过研究发现变距桨的电机轴是否弯曲对尾部结构的异常振动有着显著的影响,因此选择定距桨电机替代变距桨电机,从振源上减少对尾部结构的激励,并且对使用了定距桨电机的尾部结构进行了振动测试,测试结果显示无人机尾部结构未出现剧烈振动。