倾转翼飞机过渡段动力学建模与纵向控制研究
发布时间:2023-05-18 19:54
倾转翼飞机是近年提出的一种新概念飞机,可以视为倾转旋翼飞机的改进型。倾转翼飞机机翼可分成两部分:固定翼和倾转翼,倾转翼与旋翼固定连接、同步倾转,以此来克服垂直起降阶段旋翼下洗流冲击固定翼造成的升力损失,进而增大飞机起飞重量上限,还可以提升最大航程。倾转翼飞机具有三种飞行模式可以相互转换:起飞和降落阶段使用直升机模式来垂直起降、远距离飞行使用固定翼模式高速巡航、在直升机模式和固定翼模式之间切换时为过渡段模式。倾转翼飞机身兼直升机和固定翼飞机的双重特性,又有三种飞行模式,在强大的飞行性能背后存在着一个极其复杂的飞行系统,其中安全可靠性最差、最难以掌控的就是过渡段模式。倾转翼飞机在过渡段飞行时,旋翼和倾转翼的转动会带来一系列气动干扰、时变、强耦合等问题,使得飞机的纵向控制变得尤为困难,实现过渡段飞行的安全平稳控制对倾转翼飞机的研究有着重大推动作用。本文针对倾转翼飞机过渡段模式的动力学特性和纵向控制问题研究如下:首先分析倾转翼飞机动力学特性,需要对飞机建立空气动力学模型。为了简化模型问题,采用分体法将倾转翼飞机的主要气动部件分别建立空气动力学模型。通过一些假设,将倾转翼飞机模型简化为纵向非线性...
【文章页数】:73 页
【学位级别】:硕士
【文章目录】:
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 引言
1.2 研究背景和意义
1.3 国内外研究现状
1.3.1 国外研究现状
1.3.2 国内研究现状
1.4 主要工作内容
第2章 建立倾转翼飞机动力学模型
2.1 倾转翼飞机纵向建模思想与模型假设
2.2 定义坐标系
2.3 定义飞行运动参数
2.4 倾转翼飞机运动方程组
2.5 建立倾转翼飞机各部件气动力学模型
2.5.1 固定翼气动力学模型
2.5.2 倾转翼气动力学模型
2.5.3 副翼气动力学模型
2.5.4 旋翼气动力学模型
2.5.5 平尾气动力学模型
2.5.6 倾转翼飞机的合力与合力矩
2.6 倾转翼飞机过渡段模式纵向仿真模型
2.7 本章小结
第3章 倾转翼飞机过渡段模式的配平及线性化
3.1 倾转翼飞机过渡段模式的配平
3.2 模型线性化方法
3.3 转换通道设计
3.4 纵向稳定性分析
3.5 本章小结
第4章 倾转翼飞机过渡段模式PID控制系统设计
4.1 倾转翼飞机过渡段模型线性化
4.2 PID控制简介
4.3 经典PID调参
4.4 倾转翼飞机过渡段纵向控制系统设计
4.4.1 控制方案设计
4.4.2 俯仰姿态控制
4.4.3 高度控制
4.4.4 速度控制
4.5 本章小结
第5章 倾转翼飞机过渡段模式极点配置控制系统设计
5.1 极点配置法
5.1.1 能控性和能观测性
5.1.2 极点配置原则
5.1.3 极点配置设计
5.2 倾转翼飞机模型线性化
5.3 倾转翼飞机过渡段模式控制系统设计
5.4 本章小结
第6章 倾转翼飞机过渡段模式PID非线性控制研究
6.1 控制方案
6.2 控制系统设计
6.3 本章小结
第7章 总结与展望
7.1 总结
7.2 工作展望
参考文献
硕士期间学术成果
致谢
本文编号:3818892
【文章页数】:73 页
【学位级别】:硕士
【文章目录】:
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 引言
1.2 研究背景和意义
1.3 国内外研究现状
1.3.1 国外研究现状
1.3.2 国内研究现状
1.4 主要工作内容
第2章 建立倾转翼飞机动力学模型
2.1 倾转翼飞机纵向建模思想与模型假设
2.2 定义坐标系
2.3 定义飞行运动参数
2.4 倾转翼飞机运动方程组
2.5 建立倾转翼飞机各部件气动力学模型
2.5.1 固定翼气动力学模型
2.5.2 倾转翼气动力学模型
2.5.3 副翼气动力学模型
2.5.4 旋翼气动力学模型
2.5.5 平尾气动力学模型
2.5.6 倾转翼飞机的合力与合力矩
2.6 倾转翼飞机过渡段模式纵向仿真模型
2.7 本章小结
第3章 倾转翼飞机过渡段模式的配平及线性化
3.1 倾转翼飞机过渡段模式的配平
3.2 模型线性化方法
3.3 转换通道设计
3.4 纵向稳定性分析
3.5 本章小结
第4章 倾转翼飞机过渡段模式PID控制系统设计
4.1 倾转翼飞机过渡段模型线性化
4.2 PID控制简介
4.3 经典PID调参
4.4 倾转翼飞机过渡段纵向控制系统设计
4.4.1 控制方案设计
4.4.2 俯仰姿态控制
4.4.3 高度控制
4.4.4 速度控制
4.5 本章小结
第5章 倾转翼飞机过渡段模式极点配置控制系统设计
5.1 极点配置法
5.1.1 能控性和能观测性
5.1.2 极点配置原则
5.1.3 极点配置设计
5.2 倾转翼飞机模型线性化
5.3 倾转翼飞机过渡段模式控制系统设计
5.4 本章小结
第6章 倾转翼飞机过渡段模式PID非线性控制研究
6.1 控制方案
6.2 控制系统设计
6.3 本章小结
第7章 总结与展望
7.1 总结
7.2 工作展望
参考文献
硕士期间学术成果
致谢
本文编号:3818892
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