民用飞机大展弦比柔性机翼气动弹性建模与主动控制

发布时间：2023-04-09 01:59

　　大型民用飞机是我国中长期发展规划十六个重大研究专项之一,本论文围绕民用飞机大展弦比柔性机翼气动弹性问题,开展颤振抑制与阵风载荷减缓的研究,具体内容如下:1.建立柔性机翼气动弹性运动模型。首先对带有后缘舵面的二元机翼进行结构动力学建模,引入梁单元模型,将大展弦比柔性机翼进行有限元划分,建立大展弦比柔性机翼的结构动力学模型。其次,依据准定常理论,分析了二元机翼所受气动力与力矩的表达式。最后将结构动力学模型与气动力模型进行耦合,并简化出二元机翼气动弹性模型与三维柔性机翼气动弹性模型。2.设计主动颤振抑制控制。首先,针对上述建立的建立的二元机翼气动弹性模型,设计了基于鲁棒预测控制的主动颤振抑制控制器,运用李雅普诺夫稳定性定理证明了控制器的稳定性,并通过实验仿真证明了该方法的可行性,临界颤振速度提高30%。其次,将该方法推广到三维柔性机翼气动弹性模型,仿真结果表明,鲁棒预测控制器能实现主动颤振抑制。3.运用干扰观测器方法,进行柔性机翼阵风载荷减缓设计。首先,给出了适用于阵风载荷估计的干扰观测器设计方法。其次,结合鲁棒预测控制器,运用李雅普诺夫稳定性理论,证明了整体闭环系统的稳定性。仿真结果表明,...

【文章页数】：74 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 研究背景与意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 气动弹性问题的研究现状
        1.2.2 风洞与飞行试验发展
        1.2.3 预测控制理论
    1.3 论文内容与结构
        1.3.1 论文内容
        1.3.2 论文的创新点
第二章 柔性机翼气动弹性建模
    2.1 引言
    2.2 柔性机翼结构动力学模型
        2.2.1 二元机翼结构动力学建模
        2.2.2 三维柔性机翼结构动力学建模
    2.3 柔性机翼气动力建模
    2.4 气动弹性耦合模型
        2.4.1 二元机翼气动弹性运动模型
        2.4.2 三维柔性机翼气动弹性运动模型
    2.5 小结
第三章 基于预测控制的柔性机翼主动颤振抑制
    3.1 引言
    3.2 李雅普诺夫稳定性理论
    3.3 预测控制律设计
    3.4 二元机翼颤振抑制仿真分析
    3.5 三维柔性机翼颤振抑制仿真
    3.6 小结
第四章 基于干扰观测器的阵风载荷减缓
    4.1 引言
    4.2 干扰观测器方法
        4.2.1 离散系统干扰观测器设计
        4.2.2 闭环系统稳定性分析
        4.2.3 基于干扰观测器的阵风载荷减缓仿真
    4.3 三维柔性机翼阵风载荷减缓仿真
        4.3.1 三维柔性机翼气动弹性模型的干扰观测器设计
        4.3.2 实验仿真
    4.4 小结
第五章 总结与展望
    5.1 工作总结
    5.2 研究展望
附录 ：三维柔性机翼气动弹性模型参数
参考文献
攻读硕士学位期间已发表或录用的论文
攻读硕士学位期间参与的科研项目
致谢



本文编号：3786856