大柔性飞机载荷综合减缓系统的设计与仿真

发布时间：2017-10-10 18:04

  本文关键词：大柔性飞机载荷综合减缓系统的设计与仿真

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【摘要】：高空长航时无人机技术是当今飞行器科研工作者关注的重点。由于该类飞机的机翼具有展弦比大、静变形大等特点,因此其非线性气动弹性分析就变得至关重要。尤其是在飞行任务中,必须考虑遭遇突风的情况,相应的非线性气动弹性响应分析以及控制分析是必不可少的。本文针对某大展弦比机翼,在NASTRAN平台上,考虑其几何非线性,建立了结构的有限元动力学模型。并在偶极子格网法气动力模型的基础上,进行了非线性气动弹性配平研究。在配平状态进行线化分析,得到正交模态,并将其与原线性模态进行对比,分析了几何非线性因素对模态的影响;分别基于线性模态和配平状态的线化模态,进行了气动弹性颤振分析以及离散突风响应分析,计算得出几何非线性因素对结构颤振以及突风响应的影响;基于有理函数拟合方法对简谐气动力进行反演,建立一个带控制面的双梁式机翼的广义受控对象式,并利用模型预测控制算法(MPC)对其进行非线性离散突风响应控制分析。结果表明,大展弦比机翼的大变形因素对其模态的影响不容忽略,其颤振速度考虑几何非线性因素时会相对变小,而离散突风响应也变得更准确,更符合实际;同时离散突风响应控制分析结果表明了模型预测控制算法能够有效地减缓突风响应。
【关键词】：几何非线性 突风响应 大展弦比机翼 模型预测控制 颤振分析
【学位授予单位】：南京航空航天大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：V215.3
【目录】：

• 摘要4-5
• abstract5-9
• 注释表9-11
• 缩略词11-12
• 第一章 绪论12-21
• 1.1 非线性气动弹性问题12-15
• 1.1.1 背景介绍12-13
• 1.1.2 研究现状13-15
• 1.2 气动伺服弹性系统概述15-20
• 1.2.1 研究背景15-16
• 1.2.2 国内外研究简史16-20
• 1.3 本文的内容安排20-21
• 第二章 气动弹性理论建模21-29
• 2.1 引言21
• 2.2 非定常气动力计算21-24
• 2.2.1 非定常气动力建模21-22
• 2.2.2 结构和气动力之间的耦合22-23
• 2.2.3 时域气动力的计算23-24
• 2.3 气动弹性状态空间建模24-27
• 2.3.1 考虑突风干扰的广义气动弹性方程24-26
• 2.3.2 气动弹性状态空间方程26-27
• 2.4 本章总结27-29
• 第三章 线性气动弹性分析29-42
• 3.1 引言29
• 3.2 气动伺服弹性系统建模29-32
• 3.2.1 突风模型29-30
• 3.2.2 舵机与传感器模型30-31
• 3.2.3 广义受控对象式的建立31-32
• 3.3 线性气动弹性颤振分析32-38
• 3.3.1 颤振分析理论32-33
• 3.3.2 算例33-38
• 3.4 线性突风响应分析38-41
• 3.4.1 频域突风响应38-39
• 3.4.2 时域突风响应39
• 3.4.3 算例39-41
• 3.5 本章总结41-42
• 第四章 非线性气动弹性分析42-51
• 4.1 引言42
• 4.2 结构非线性42-44
• 4.3 颤振分析44-47
• 4.3.1 非线性颤振分析理论44-45
• 4.3.2 算例45-47
• 4.4 离散突风响应分析47-50
• 4.4.1 非线性突风响应分析理论47
• 4.4.2 算例47-50
• 4.5 本章总结50-51
• 第五章 突风响应控制分析51-60
• 5.1 引言51
• 5.2 模型预测控制51-56
• 5.2.1 模型预测控制概述51-52
• 5.2.2 状态空间模型预测控制算法52-56
• 5.3 离散突风响应减缓计算56-59
• 5.4 本章总结59-60
• 第六章 总结与展望60-62
• 6.1 本文工作总结60
• 6.2 工作展望60-62
• 参考文献62-65
• 致谢65-66
• 在学期间的研究成果及发表的学术论文66

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前1条

1 谢长川,吴志刚,杨超;大展弦比柔性机翼的气动弹性分析[J];北京航空航天大学学报;2003年12期

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本文编号：1007791