变后掠飞行器变体过程的建模与飞行控制设计

发布时间：2017-09-21 01:04

  本文关键词：变后掠飞行器变体过程的建模与飞行控制设计

  更多相关文章： 变后掠飞行器 多体动力学 T-S模糊理论 模型参考自适应控制

【摘要】：变后掠飞行器作为一种可变体飞行器,能够在飞行中主动改变机翼后掠角及面积,从而获得最佳的气动外形,以适应不同的飞行任务及飞行环境。在变体过程中飞行器的气动参数、气动中心、重心及转动惯量等会发生较大的变化,这对飞机的动力学特性带来很大影响。因此,对变后掠飞行器变体过程的建模和稳定飞行控制问题进行研究具有非常重要的意义。本文针对变后掠飞行器过渡过程在气动数据计算、动力学建模以及飞行控制系统的设计方面进行了研究。首先,运用Digital DATCAOM软件计算获得了不同后掠角下的气动参数,并通过拟合得到整个变体过程中的气动参数与形变量后掠角之间的关系函数。然后,建立了变后掠飞行器的六自由度非线性多体动力学模型,通过解耦获得纵向动力学方程。根据飞行器在变体过程中动态特性变化大的特点,为了准确的描述整个变体过程,基于T-S模糊理论建立T-S模糊模型,为后续的控制律设计提供基础。通过对T-S模糊模型和原非线性模型进行仿真对比,验证了T-S模糊模型的准确性。最后,对变后掠飞行器的纵向运动进行了飞行控制律设计。为保证飞行器在变体过程中的稳定飞行,基于并行分布补偿原理,设计了T-S模糊飞行控制器,并进行了稳定性证明。基于飞行器的T-S模糊模型,还提出一种模型参考自适应飞行控制方法。分别对两种控制器的控制效果进行仿真验证,结果表明飞行器在各个机翼构型及整个变体过程都能稳定飞行并保持良好的飞行性能,且后者有对外界干扰有较好的抑制能力。
【关键词】：变后掠飞行器 多体动力学 T-S模糊理论 模型参考自适应控制
【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】：V249.1
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-12
• 注释表12-13
• 缩略词13-14
• 第一章 绪论14-23
• 1.1 引言14-15
• 1.2 课题研究背景及意义15-17
• 1.3 国内外可变后掠翼技术的发展历程17-18
• 1.4 变体飞行器的研究现状18-21
• 1.5 论文研究内容及结构安排21-23
• 第二章 变后掠飞行器的气动建模23-36
• 2.1 引言23
• 2.2 变后掠飞行器的基本参数23-24
• 2.3 气动参数的主要获取方法简介24-26
• 2.4 基于DATCOM软件的气动参数计算方法26-29
• 2.4.1 输入文件编写26-27
• 2.4.2 输出文件处理27-29
• 2.5 变后掠飞行器的气动参数计算与处理29-35
• 2.6 本章小结35-36
• 第三章 变后掠飞行器的多体动力学建模与T-S模糊建模36-50
• 3.1 引言36
• 3.2 变后掠飞行器动力学建模36-42
• 3.2.1 坐标系与基本假设36-38
• 3.2.1.1 坐标轴系36-38
• 3.2.1.2 基本假设38
• 3.2.2 动力学与运动学模型的建立38-42
• 3.3 T-S模糊建模42-48
• 3.3.1 模糊规则43-45
• 3.3.2 变后掠飞行器的配平及线性化45-48
• 3.4 T-S模糊建模准确性仿真验证48-49
• 3.5 本章小结49-50
• 第四章 变后掠飞行器的纵向特性分析与T-S模糊飞行控制律设计50-60
• 4.1 引言50
• 4.2 纵向动力学特性分析50-51
• 4.3 T-S模糊飞行控制律设计51-55
• 4.3.1 并行分布补偿原理52-53
• 4.3.2 飞行控制律设计53-55
• 4.4 仿真验证与分析55-59
• 4.4.1 局部模型的动态响应55-57
• 4.4.2 全局模型的动态响应57-59
• 4.5 本章小结59-60
• 第五章 变后掠飞行器基于模糊模型的参考自适应控制律设计60-72
• 5.1 引言60
• 5.2 模型参考自适应控制原理60-61
• 5.3 基于模糊模型的参考自适应控制律的设计61-65
• 5.3.1 模糊参考模型61-62
• 5.3.2 控制律设计62-65
• 5.4 仿真验证65-71
• 5.4.1 变体过程的仿真验证65-70
• 5.4.2 风扰动下的飞行控制仿真70-71
• 5.5 本章小结71-72
• 第六章 总结与展望72-74
• 6.1 本文研究内容总结72-73
• 6.2 后续工作展望73-74
• 参考文献74-78
• 致谢78-79
• 在学期间发表的学术论文79

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