弹性飞机突风载荷自适应前馈控制

发布时间：2017-12-11 21:09

  本文关键词：弹性飞机突风载荷自适应前馈控制

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【摘要】：本文主要关注的对象是大型民机的突风载荷减缓问题。飞机在飞行过程中,必然会遭遇突风或大气紊流,影响飞机的飞行状态和结构载荷,从而使飞机产生不希望的附加过载。飞机的突风响应一方面会影响飞机的操纵性和乘坐品质,另一方面会使飞机结构产生较大的动态载荷,影响飞机结构安全和飞机寿命,甚至会引发灾难。特别是近年来随着飞机的结构柔性不断变大,刚体频率和弹性体的频率越来越接近,导致飞机刚弹模态之间的耦合现象越来越明显,使得突风响应载荷减缓问题越来越受到飞机研究和设计者的重视。突风载荷减缓控制系统可以有效地抑制由突风激励引起的过载响应。为了避免传统的闭环反馈控制方法引起的时滞、波动等问题,我们采用前馈控制律,可以在飞机产生响应之前,就通过偏转副翼、升降舵等控制面,对其进行补偿,从而实现对突风载荷的有效控制。本文中,针对突风载荷减缓问题,通过耦合非定常气动力和飞机结构,利用运动方程和有理函数近似方法,建立了该弹性飞机的开环气动伺服弹性模型,该模型包含突风影响和控制面偏转激励。然后分别利用时域法和混合方法计算了该飞机对离散突风和连续突风的的响应,并进行比较。然后以一对对称副翼为控制面,设计了对突风载荷的自适应前馈控制方案,利用时域法对FIR数字滤波器的各个系数进行实时更新,并通过稳定性分析确定各个时间步滤波器系数更新的收敛系数范围,然后仿真分析了该控制方案作用下的突风响应特性。仿真结果表明:本文所设计的的控制方法对突风引起的弹性飞机响应的控制是有效的。
【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】：2015
【分类号】：V212.1;V249

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本文编号：1279915