分布式结构变形翼的控制研究

发布时间：2017-11-09 08:34

  本文关键词：分布式结构变形翼的控制研究

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【摘要】：传统的固定翼飞机无法满足多任务飞行的需要。伴随新型智能材料与结构技术以及分布式控制技术的发展,变形翼飞机的研究引起了越来越多的关注。变形翼飞机可以实时改变机翼形状以在多种飞行环境及飞行任务中达到最佳的飞行性能。本文针对一种新型分布式结构变形翼进行动力学建模与动态形状控制研究。首先,基于整体张拉结构设计了一种分布式结构的变形翼,并对其建立了动力学模型。研究了二单元张拉整体结构的矢量力学和分析力学两种动力学建模方法。两种建模方法得到了一致的建模结果。以二单元张拉整体结构设计以及分析力学方法建模为基础,设计了分布式结构变形翼,并对其建立了非线性动力学模型,为控制研究奠定了基础。然后,基于分布式结构变形翼的非线性动力学模型,研究了非线性控制方法。分别设计了动态逆反馈线性化控制器和基于滤波器的滑模控制器,并从理论推导上证明了两种控制器的稳定性。对非线性控制器进行了仿真验证,在系统不包含不确定项和扰动项的情况下,两种非线性控制器都能起到很好的控制效果。进一步对系统包含不确定项和小扰动的情况进行了仿真。结果表明在这种情况下,动态逆反馈线性化控制器不能使系统稳定,而基于滤波器的滑模控制器体现出较强的鲁棒性。最后,研究了分布式结构变形翼的协同控制问题。基于"模糊理论,对分布式结构变形翼建立了"模糊模型。根据李雅普诺夫稳定性判据和极点配置理论设计了"模糊控制器。从理论上证明了系统的稳定性,并通过仿真验证了所设计的"模糊控制器的有效性以及鲁棒性。进一步,在"模糊控制器中增加协调项,设计了分布式结构变形翼协同控制器,通过仿真验证了该控制器的有效性。
【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】：V249.1

【参考文献】

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本文编号：1161147