基于前馈控制的民用飞机阵风载荷减缓技术研究

发布时间：2021-09-23 03:58

　　大型客机在遭遇阵风时,会对飞机的乘坐品质以及驾驶员的操纵造成一定的影响,甚至可能成为结构的临界载荷,从而对结构重量产生不利影响。目前,一些先进民机采用阵风载荷减缓系统对阵风载荷进行主动控制,而由于阵风载荷减缓技术涉及气动、结构以及飞行控制等多个专业,使得阵风载荷减缓问题成为一个高动态系统的气动伺服弹性问题。但目前,国内外研究现状大多采用反馈闭环控制策略,而在实际工程设计中,系统的实现还受到许多约束条件的限制,由于负反馈控制的特点,常常对系统的性能有较高的要求,从而导致系统实现的重量代价过大。而现代大型民机都是基于“无罚重设计”的理念,需要在不增加飞机重量的前提下去实现阵风载荷减缓的功能,这就需要采用一种更优的前馈控制方案,以降低对系统性能的需求。首先,本文采用有限元和偶极子网格方法建立气动弹性模型,并分析其实际工程中典型的系统性能限制及其影响,捕获其主要的系统性能需求,包括操纵系统的舵偏权限、速率限制以及系统所允许的最大延迟时间限制。其次,根据机载设备探测的阵风信息,以翼尖加速度、翼根弯矩和扭矩作为阵风减缓指标,设计了阵风预测以及自适应前馈控制方案,从而弥补传统反馈控制中的不足。最后,... 

【文章来源】：中国民航大学天津市

【文章页数】：78 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

阵风模型

中国民航大学硕士学位论文916350dsrefgHUUF=(2.2)式中，dsU表示设计阵风速度，s表示飞机进入阵风区域的距离，refU表示参考阵风速度，gF表示飞行剖面的缓和系数表示，H表示其阵风梯度，即阵风达到其峰值速度时的位置与飞机飞行航迹的平行距离，其范围通常可选取从30ft到350ft进行研究分析，如图2-2所示。图2-2参考阵风速度与高度的关系为了展示阵风速度与阵风梯度之间的联系，可采用不同阵风梯度下的离散阵风的速度剖面进行分析。其具体结果，如图2-3所示。其阵风速度的峰值随着阵风梯度的增加而增加，且从曲线的整体分析可知，“1-cos”形式的离散阵风具备脉冲型特征，其脉冲激励强度随着阵风梯度的减小而增强。图2-3离散阵风的速度剖面示意图2.2.2连续湍流建模目前，连续湍流普遍使用的具有代表性的模型有两种，分别为VonKarman与Dryden功率谱模型，关于两者建模方法的主要区别如下：VonKarman模型是依据大量测量与

中国民航大学硕士学位论文916350dsrefgHUUF=(2.2)式中，dsU表示设计阵风速度，s表示飞机进入阵风区域的距离，refU表示参考阵风速度，gF表示飞行剖面的缓和系数表示，H表示其阵风梯度，即阵风达到其峰值速度时的位置与飞机飞行航迹的平行距离，其范围通常可选取从30ft到350ft进行研究分析，如图2-2所示。图2-2参考阵风速度与高度的关系为了展示阵风速度与阵风梯度之间的联系，可采用不同阵风梯度下的离散阵风的速度剖面进行分析。其具体结果，如图2-3所示。其阵风速度的峰值随着阵风梯度的增加而增加，且从曲线的整体分析可知，“1-cos”形式的离散阵风具备脉冲型特征，其脉冲激励强度随着阵风梯度的减小而增强。图2-3离散阵风的速度剖面示意图2.2.2连续湍流建模目前，连续湍流普遍使用的具有代表性的模型有两种，分别为VonKarman与Dryden功率谱模型，关于两者建模方法的主要区别如下：VonKarman模型是依据大量测量与


本文编号：3404991