飞行器气动伺服弹性建模及阵风减缓控制律设计

发布时间：2021-12-27 23:06

　　飞机在大气中受到阵风干扰时,附加的气动力会同时引起飞机的刚体运动和弹性振动。其中刚体运动部分在干扰驾驶员正常操纵的同时会降低乘员的乘坐品质,而弹性振动部分则在增加结构载荷的同时缩短了部件的疲劳寿命。随着航空器结构精细化设计技术的进步与发展,多种运输机和无人机的展弦比及结构柔性均出现不断增大的趋势,这使飞机低阶弹性模态频率和刚体运动频率越来越接近,此时弹性模态和刚体模态的耦合使飞机的阵风响应特性更趋复杂,阵风减缓方案的设计难度也随之增大。因此,建立满足工程精度的弹性飞机阵风响应模型,并开展阵风减缓控制系统的设计具有重要的工程应用价值并有深远的技术发展意义。基于飞机阵风减缓的技术需求,本文研究工作摘要如下:1.在对弹性飞机建立耦合结构动力学特性和非定常气动力特性的开环气动弹性模型时,一个关键环节即构造时域的气动力模型。为便于飞机设计初期阵风减缓控制律的设计,工程上普遍使用面元法构造频域气动力模型,再对其进行拉氏域的有理延拓以转换到时域。然而,常用算法都难以妥善处理拟合精度和拟合效率之间的矛盾。鉴于此,本文对拟合阶次较低的最小状态拟合算法进行了改造,将算法中关键的交替迭代过程简化为一次代数求... 

【文章来源】：西北工业大学陕西省 211工程院校 985工程院校

【文章页数】：186 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

不同气动力模型的关系及相应假设对于低速附着流动，可根据不可压势流假设构造气动力模型，由于阻力对结构响应

C-5A及B-2阵风减缓系统

太阳神无人机美国空军研究实验室（AirForceResearchLab,AFRL）在2003到2010年间对两种

【参考文献】：
期刊论文
[1]多回路气动伺服弹性系统稳定裕度的变结构μ分析方法[J]. 刘祥,孙秦.  航空学报. 2017(04)
[2]飞翼布局飞机阵风减缓主动控制风洞试验[J]. 杨俊斌,吴志刚,戴玉婷,马成骥,杨超.  北京航空航天大学学报. 2017(01)
[3]一种弹性机翼的颤振主动抑制与阵风减缓方法[J]. 刘祥,孙秦.  西北工业大学学报. 2015(05)
[4]多输入多输出线性定常系统稳定裕度的分析与改进[J]. 李信栋,苟兴宇.  控制理论与应用. 2014(01)
[5]模型预测控制——现状与挑战[J]. 席裕庚,李德伟,林姝.  自动化学报. 2013(03)
[6]多控制面机翼阵风减缓主动控制与风洞试验验证[J]. 陈磊,吴志刚,杨超,唐长红,楚龙飞.  航空学报. 2009(12)
[7]主动气动弹性机翼的颤振主动抑制与阵风减缓研究[J]. 吴志刚,杨超.  机械强度. 2003(01)
[8]多变量飞控系统的稳定裕度分析[J]. 吴斌,程鹏.  航空学报. 1998(06)
[9]一种改进的非定常气动力拟合方法[J]. 何锃,顾松年.  航空学报. 1993(07)
[10]一种建立非定常气动力频域模型的简单方法[J]. 陈青.  空气动力学学报. 1988(04)

博士论文
[1]大规模结构并行优化方法及其工程应用研究[D]. 李亮.西北工业大学 2014

硕士论文
[1]飞机阵风响应仿真计算及载荷减缓技术研究[D]. 曹九发.南京航空航天大学 2010



本文编号：3552916