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《西北工业大学》 2006年
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基于非定常涡的结构非线性气动伺服弹性研究

谷迎松  
【摘要】:现代飞机上普遍装备了先进的飞行控制系统,采用电传伺服操纵,取代了最初的机械式人力操纵。这在传统的飞机气动弹性系统中又增加了伺服控制环节,即在气动力、弹性力和惯性力耦合的基础上又加入了伺服控制力耦合,从而产生了气动伺服弹性力学,飞行器设计也开始向气动、结构/控制一体化方向发展。 在实际工程中,结构非线性往往成为一个不得不考虑的因素,研究这类因素对飞机气动伺服弹性特性的影响就显得尤为重要。而非线性气动弹性研究最直接的方法就是时域仿真,即首先求得时域气动力,建立气动伺服弹性系统的时域运动方程,在状态空间中对系统的非线性特性加以考察。这种方法最大的优点就是可以直接与控制系统耦合,进而对闭环系统的稳定性特性进行研究。 本文的研究范围是亚音速、无粘、不可压流,在获取时域非定常气动力时采用降阶的连续时间非定常涡方法。首先对二元非定常涡理论作简要介绍和总结,然后将非定常涡控制方程与二元机翼动力学方程耦合得到了状态空间形式的气动弹性方程,进行了线性颤振分析,并与经典V—g法分析结果进行了对比。 在结构非线性方面,考虑了一种“中心间隙一干摩擦型”,即迟滞非线性模型,并建立了数学表达式。在此基础上建立了具有这类非线性环节的二元机翼气动弹性方程,进行了非线性颤振分析,并与时域Roger拟合方法以及频域等效线化方法的结果作对比。最后比较了结构上迟滞非线性特性与中心间隙非线性特性对二元机翼气动弹性系统的颤振特性的影响。 随后,针对二元机翼进行了气动伺服弹性研究,主要集中在反馈控制以及延迟反馈控制对气动弹性稳定性的影响。即利用二元机翼的沉浮、俯仰运动的位移、速度信号作为反馈控制信号,对主动气动弹性系统进行原理性研究。首先利用频域传递函数模型,针对延迟量、反馈增益等参数,对线性气动伺服弹性系统的颤振稳定性特性进行分析,然后利用非定常涡方法,建立含有延迟反馈控制的气动弹性系统的状态空间方程,分析了系统的稳定性,并与频域稳定性分析结果进行了对比,进一步考察了带结构非线性环节情况下的延迟反馈气动伺服弹性系统的颤振稳定性特性。 最后,对MATLAB/SIMULINK环境下如何建立非线性气动伺服弹性模型进行了初步研究。将连续时间域非定常涡控制方程推广到三自由度带操纵面二元机翼模型上。建立其状态空间模型后作线性颤振分析,并与经典V—g法分析结果进行了对比。利用操纵面进行反馈控制,考虑了结构非线性因素,进行了无控气动弹性稳定性仿真和主动颤振抑制仿真研究。研究表明,非定常涡方法在结构非线性气动伺服弹性系统分析中是一种行之有效的方法。
【学位授予单位】:西北工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2006
【分类号】:V211.47

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【参考文献】
中国期刊全文数据库 前8条
1 孙卫,邹丛青;多变量气动伺服弹性系统的鲁棒稳定性研究[J];北京航空航天大学学报;1999年04期
2 章俊杰,陈桂彬;有控飞机地面试验数据在伺服弹性分析中的应用[J];飞行力学;2004年02期
3 熊纲,杨超;平衡截断方法在气动伺服弹性系统模型降阶中的应用[J];航空学报;2001年02期
4 吴志刚,杨超;气动伺服弹性系统不确定性建模与鲁棒稳定性[J];航空学报;2003年04期
5 陈桂彬,邹丛青;气动伺服弹性技术在飞机设计中的应用[J];航空学报;1996年S1期
6 陈刚,徐敏,陈士橹;非定常气动力状态空间模型及其在气动伺服弹性建模中的应用[J];空军工程大学学报(自然科学版);2004年05期
7 冯刚,张铎,唐硕;由抛助推器故障引起非对称条件下的运载火箭气动伺服弹性分析模型[J];西北工业大学学报;2003年01期
8 李秋彦;飞机ASE分析技术[J];应用力学学报;2001年S1期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 刘德广;李朝辉;;非线性结构气动伺服弹性稳定性分析[J];北京航空航天大学学报;2006年01期
2 杨仕福;王琪;赵永辉;王立峰;;大展弦比机翼μ控制[J];动力学与控制学报;2011年01期
3 司益坡;赵永辉;;基于LQG自校正器的机翼颤振主动抑制[J];动力学与控制学报;2012年02期
4 许军;马晓平;;带前后缘控制面机翼的颤振分析[J];飞行力学;2012年05期
5 吴志刚;杨超;;考虑物理参数摄动的静气动弹性鲁棒分析[J];航空学报;2006年04期
6 宋晨;杨超;吴志刚;;3种气动弹性状态空间建模方法的对比[J];航空学报;2007年S1期
7 杨智春;谷迎松;夏巍;;基于矩阵奇异值理论的颤振分析新方法[J];航空学报;2009年06期
8 黄丽丽;韩景龙;员海玮;;考虑气动不确定性的气动弹性系统模型确认[J];航空学报;2009年11期
9 谷迎松;杨智春;李斌;;采用乘性速压摄动的频域颤振预测方法[J];航空学报;2009年12期
10 杨超;宋晨;吴志刚;张瞿辉;;多控制面飞机的全机颤振主动抑制设计[J];航空学报;2010年08期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 谷迎松;杨智春;;匹配点μ法颤振分析的结构不确定性降阶改进[A];第十届全国空气弹性学术交流会会议论文集[C];2007年
2 张红波;谭申刚;罗务揆;;多输入多输出系统气动伺服弹性稳定性分析工程应用[A];第十届全国空气弹性学术交流会会议论文集[C];2007年
3 李秋彦;陈国平;杨智春;;飞机颤振试飞的结构动响应研究[A];第十届全国空气弹性学术交流会会议论文集[C];2007年
4 吴志刚;杨超;;一种新的鲁棒气动弹性稳定性分析方法[A];第十届全国空气弹性学术交流会会议论文集[C];2007年
5 蒲利东;;大展弦比机翼风洞模型阵风减缓控制律设计[A];第十一届全国空气弹性学术交流会会议论文集[C];2009年
6 戴玉婷;吴志刚;杨超;;考虑振型不确定性的鲁棒颤振分析[A];第十一届全国空气弹性学术交流会会议论文集[C];2009年
7 员海玮;韩景龙;;鲁棒颤振试飞研究进展综述[A];第十一届全国空气弹性学术交流会会议论文集[C];2009年
8 员海玮;韩景龙;;基于鲁棒颤振分析的飞行颤振试验[A];大型飞机关键技术高层论坛暨中国航空学会2007年学术年会论文集[C];2007年
9 吴志刚;杨超;;主动气动弹性机翼颤振主动抑制控制律设计与分析[A];第七届全国空气弹性学术交流会论文集[C];2001年
10 陈桂彬;邹丛青;杨超;;气动伺服弹性技术的应用研究[A];第七届全国空气弹性学术交流会论文集[C];2001年
中国博士学位论文全文数据库 前5条
1 杨琼梁;超声速飞行器烧蚀与结构热耦合计算及气动伺服弹性分析[D];复旦大学;2011年
2 孙伟;基于多级磁流变阻尼器的颤振半主动抑制[D];南京航空航天大学;2005年
3 于明礼;基于超声电机作动器的二维翼段颤振主动抑制[D];南京航空航天大学;2006年
4 张伟伟;基于CFD技术的高效气动弹性分析方法研究[D];西北工业大学;2006年
5 员海玮;鲁棒颤振分析与模型确认研究[D];南京航空航天大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 杨仕福;颤振主动抑制若干问题研究[D];南京航空航天大学;2010年
2 迟圣威;折叠翼颤振理论分析和计算方法[D];南京航空航天大学;2011年
3 张伟伟;超音速、高超音速非线性气动弹性问题研究[D];西北工业大学;2004年
4 陈刚;非定常气动力降阶模型及其应用研究[D];西北工业大学;2004年
5 王勇;线性离散系统平衡降阶理论及算法研究[D];浙江大学;2005年
6 樊则文;导弹伺服气动弹性稳定性分析方法研究[D];西北工业大学;2005年
7 蒋余芬;基于虚拟样机技术的柔性机翼协同仿真与应用[D];清华大学;2006年
8 陈香;超音速流中二元机翼非线性颤振研究[D];西南交通大学;2007年
9 高红娜;带操纵面二元机翼的气动弹性颤振及其主动抑制[D];哈尔滨工业大学;2009年
10 黄丽丽;具有不确定性的飞机气动弹性系统模型确认研究[D];南京航空航天大学;2009年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 邹丛青 ,陈桂彬;飞机的伺服-气动弹性稳定性[J];北京航空学院学报;1986年04期
2 陈桂彬,邹丛青,曹奇凯,唐长红;机翼/外挂颤振主动抑制实验研究[J];北京航空航天大学学报;1989年04期
3 何景武,邹丛青;颤振主动抑制系统鲁棒控制律初探[J];北京航空航天大学学报;1995年02期
4 孙卫,邹丛青;耦合的气动伺服弹性系统鲁棒稳定裕度估算[J];北京航空航天大学学报;1996年03期
5 杨超,陈桂彬,邹丛青;主动气动弹性机翼技术分析[J];北京航空航天大学学报;1999年02期
6 邹丛青,陈桂彬;数字式颤振主动抑制系统的研究[J];航空学报;1994年06期
7 黄圳圭 ,金梁;鲁棒性控制判据及其应用[J];航天控制;1986年02期
8 史忠军,徐敏,陈士橹;动网格生成技术[J];空军工程大学学报(自然科学版);2003年01期
9 孙为民,谭发生,夏南;大型捆绑式运载火箭气动特性数值模拟[J];上海大学学报(自然科学版);2000年06期
10 徐敏,史忠军,陈士橹;一种流体-结构耦合计算问题的网格数据交换方法[J];西北工业大学学报;2003年05期
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 陈刚;非定常气动力降阶模型及其应用研究[D];西北工业大学;2004年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 管德;飞机的气动伺服弹性综合优化设计[J];世界科技研究与发展;1998年06期
2 张思进,陆启韶,王士敏;碰摩转子映射系统的延迟反馈混沌控制[J];固体力学学报;2001年01期
3 杨超,邹丛青;多输入气动伺服弹性系统抗阵风不灵敏性研究[J];航空学报;2000年06期
4 黄报星;统一混沌系统的控制[J];武汉理工大学学报(交通科学与工程版);2003年04期
5 黄报星;时间自适应延迟反馈控制混沌[J];江汉大学学报(自然科学版);2003年03期
6 杨超,陈桂彬,邹丛青;主动气动弹性机翼技术分析[J];北京航空航天大学学报;1999年02期
7 黄报星;时间自适应延迟反馈控制混沌[J];江汉大学学报(自然科学版);2003年03期
8 丁娟,姚洪兴;加速反馈和延迟反馈控制一个新的混沌系统[J];合肥工业大学学报(自然科学版);2005年08期
9 卢伟国;周雒维;罗全明;杜雄;;BOOST变换器延迟反馈混沌控制及其优化[J];物理学报;2007年11期
10 刘晓君;李险峰;;时滞反馈法控制一个自治混沌系统[J];河北师范大学学报(自然科学版);2008年02期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 吴志刚;杨超;;μ方法在气动伺服弹性稳定性分析中的应用[A];第八届全国空气弹性学术交流会会议论文集[C];2003年
2 朱斯岩;陈桂彬;;气动伺服弹性建模方法研究[A];第七届全国空气弹性学术交流会论文集[C];2001年
3 陈桂彬;邹丛青;杨超;;气动伺服弹性技术的应用研究[A];第七届全国空气弹性学术交流会论文集[C];2001年
4 陈刚;徐敏;陈士橹;;非定常气动力低阶模型及其在气动伺服弹性建模中的应用[A];第八届全国空气弹性学术交流会会议论文集[C];2003年
5 杨挺健;田福礼;;电传飞机ASE稳定性试飞技术[A];第八届全国空气弹性学术交流会会议论文集[C];2003年
6 庞连俊;张辉;章俊杰;;某型导弹气动伺服弹性稳定性研究[A];第八届全国空气弹性学术交流会会议论文集[C];2003年
7 曾惠华;庞连俊;张辉;;飞机结构模态不利耦合的排除[A];第十一届全国空气弹性学术交流会会议论文集[C];2009年
8 韩保红;齐京礼;闫石;王民全;;用比例积分延迟反馈控制Lorenz混沌系统的仿真研究[A];力学与工程应用(第十三卷)[C];2010年
9 张红波;谭申刚;罗务揆;;多输入多输出系统气动伺服弹性稳定性分析工程应用[A];第十届全国空气弹性学术交流会会议论文集[C];2007年
10 程尊水;;时滞复杂网络的分岔与控制[A];第五届全国复杂网络学术会议论文(摘要)汇集[C];2009年
中国博士学位论文全文数据库 前7条
1 史晓鸣;基于当地流活塞理论的全机组合体颤振及气动伺服弹性分析[D];复旦大学;2011年
2 卢伟国;开关功率变换器的混沌控制研究[D];重庆大学;2008年
3 李洪超;多回路气动伺服弹性系统鲁棒稳定性分析方法研究[D];西北工业大学;2006年
4 庞明宝;交通流混沌智能控制研究[D];天津大学;2008年
5 胡乃红;电力电子电路中快标分叉及混沌控制研究[D];安徽大学;2012年
6 杨琼梁;超声速飞行器烧蚀与结构热耦合计算及气动伺服弹性分析[D];复旦大学;2011年
7 孙光辉;分数阶混沌系统的控制及同步研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 谷迎松;基于非定常涡的结构非线性气动伺服弹性研究[D];西北工业大学;2006年
2 朱伦武;强流加速器中束晕—混沌的延迟反馈控制研究[D];广西师范大学;2002年
3 林欣姝;三阶非线性随机系统动力学性质分析与控制[D];北京交通大学;2012年
4 赵秋英;混沌系统的延迟反馈控制与自适应同步[D];东北林业大学;2009年
5 王鹍;高阶系统混沌的反馈控制方法研究[D];东北林业大学;2009年
6 廖高华;束晕控制中的参数影响、粒子跟踪和自适应控制研究[D];广西师范大学;2004年
7 张薇;Bragg声光双稳系统混沌的控制研究[D];西南交通大学;2007年
8 杨正兵;蔡氏电路混沌系统的时滞反馈控制研究[D];南京航空航天大学;2011年
9 高天附;失匹配因子对束晕控制和束流品质影响程度的模拟研究[D];广西师范大学;2006年
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